JP2007166351A - Imaging device and imaging method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate a concern of producing a coarse image in right and left two-image display, when gain control is independently performed right and left in digital processing, and when the gain of the image on the dark side is enhanced. <P>SOLUTION: In a wide-angle distortion correction camera system 10, a CMOS sensor 11 is scanned to select each pixel of matrix-shaped disposition on a column-by-column basis, and driven to output each pixel signal in the selected column through a signal line 114. In signal processing, the imaging range of the CMOS sensor 11 is divided into two regions in the column selection direction, and for each of the two divided regions, luminance information is detected by a camera signal processing circuit 13. Based on the above detection result, the signal level in each region is controlled for each of the two divided regions. Thus, each brightness of the display screen based on the imaging result of each divided region is adjusted to an optimal brightness. Further, in a vertical/horizontal conversion & distortion correction circuit 14, a vertical scanning signal is converted into a horizontal scanning signal. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、撮像装置および撮像方法に関し、特にカメラシステム等の撮像装置およびその撮像方法に関する。   The present invention relates to an imaging apparatus and an imaging method, and more particularly to an imaging apparatus such as a camera system and an imaging method thereof.

カメラシステム等の撮像装置、例えばブラインドコーナーカメラシステム等の車載カメラシステムでは、反射鏡やプリズムレンズ、あるいは魚眼レンズ等を含む光学系を介して入射する像光を1つの撮像素子で受光し、当該撮像素子による撮像画像をカメラ信号処理によって左右方向にて2分割し、この左右2分割して得た2つの画像を1台のディスプレイ上に表示するようにしている。   In an imaging apparatus such as a camera system, for example, an in-vehicle camera system such as a blind corner camera system, image light incident through an optical system including a reflecting mirror, a prism lens, or a fisheye lens is received by one imaging element, and the imaging is performed. A captured image by the element is divided into two in the left-right direction by camera signal processing, and two images obtained by the left-right two-division are displayed on one display.

このように、2分割画像表示を行うカメラシステムにおいて、左右それぞれの領域における画面全体の輝度レベルの差が大きくなるときは、左右どちらか一方の画面の輝度レベルに合わせざるを得ない。そうすると、他方の画面の明るさが飽和して映像が見づらくなったり、逆に明るさが足りずに暗い映像となったりするという現象が起こる。   In this way, in a camera system that performs two-divided image display, when the difference in the luminance level of the entire screen in the left and right regions becomes large, it must be matched to the luminance level of either the left or right screen. In this case, the brightness of the other screen is saturated and it becomes difficult to see the image, or conversely, the image becomes dark due to insufficient brightness.

そのため、従来は、撮像素子の後段のデジタル信号処理回路において、左右2画面の画像に対してデジタル的にゲイン制御を行うことで、左右2画面の輝度レベルの差を調整するようにしていた(例えば、特許文献1参照)。   Therefore, conventionally, in the digital signal processing circuit at the latter stage of the image sensor, gain difference between the left and right two screens is adjusted by digitally controlling the gain of the left and right two screen images ( For example, see Patent Document 1).

特開2002−330338号公報JP 2002-330338 A

しかしながら、左右独立にデジタル処理でゲイン制御を行う上記従来技術では、デジタルの量子化精度の問題から、暗い側の画像をゲインアップした際に粗い画像になることが懸念される。   However, in the above-described prior art in which gain control is performed by digital processing independently on the left and right, there is a concern that a coarse image may be obtained when gain on a dark side is increased due to a problem of digital quantization accuracy.

そこで、本発明は、デジタル処理でゲイン制御を行うのではなく、ゲイン制御をアナログ処理で左右独立に行うことで、左右2画面の明るさをそれぞれ最適な明るさに調整可能な撮像装置および撮像方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention does not perform gain control by digital processing, but by performing gain control independently on the left and right by analog processing, an imaging device and an imaging capable of adjusting the brightness of the left and right two screens to optimum brightness, respectively. It aims to provide a method.

上記目的を達成するために、本発明では、光電変換素子を含む画素が行列状に2次元配置されてなる固体撮像素子を用いた撮像装置において、固体撮像素子に対して行列状配置の各画素を列ごとに順に走査選択しつつ選択列の各画素の信号を行ごとに配線された信号線を通して出力する駆動を行う一方、前記固体撮像素子の列選択方向における複数の領域ごとに輝度情報を検出し、その検出結果に基づいて前記複数の領域ごとに各領域の信号レベルを制御するとともに、前記固体撮像素子から出力される画像信号の走査方向を標準のテレビジョン信号に対応した走査方向に変換する構成を採っている。   In order to achieve the above object, in the present invention, in an imaging apparatus using a solid-state imaging device in which pixels including photoelectric conversion elements are two-dimensionally arranged in a matrix, each pixel arranged in a matrix with respect to the solid-state imaging device Are sequentially selected for each column, while driving to output a signal of each pixel of the selected column through a signal line wired for each row, while brightness information is obtained for each of a plurality of regions in the column selection direction of the solid-state imaging device. And detecting the signal level of each of the plurality of regions based on the detection result, and setting the scanning direction of the image signal output from the solid-state imaging device to a scanning direction corresponding to a standard television signal. The structure to convert is taken.

上記構成の撮像装置において、固体撮像素子に対して行列状配置の各画素を列ごとに順に走査選択しつつ選択列の各画素の信号を行ごとに配線された信号線を通して出力する駆動を行うことで、信号処理上において、固体撮像素子の撮像領域を列選択方向(即ち、左右方向)で複数の領域に分割することが可能になる。そして、複数の領域ごとに各領域の信号レベルを制御することで、各領域の撮像結果に基づく表示画面の明るさをそれぞれ最適な明るさに調整できる。固体撮像素子から出力される画像信号については、その走査方向を標準のテレビジョン信号に対応した走査方向に変換することで、固体撮像素子において垂直方向の走査によって得た撮像画像を通常の表示装置で表示できる。   In the imaging apparatus having the above-described configuration, the solid-state imaging device is driven to output the signals of the pixels in the selected column through the signal lines wired for the rows while sequentially selecting the pixels arranged in a matrix for each column. Thus, in signal processing, the imaging region of the solid-state imaging device can be divided into a plurality of regions in the column selection direction (that is, the left-right direction). Then, by controlling the signal level of each area for each of the plurality of areas, the brightness of the display screen based on the imaging result of each area can be adjusted to an optimum brightness. The image signal output from the solid-state image sensor is converted into a scan direction corresponding to a standard television signal so that a captured image obtained by scanning in the vertical direction in the solid-state image sensor can be converted into a normal display device. Can be displayed.

本発明によれば、固体撮像素子において各領域のゲイン制御をアナログ処理で行うことができるために、デジタル処理で行う場合のような不具合を生じることなく、左右2画面の明るさをそれぞれ最適な明るさに調整することができる。   According to the present invention, since the gain control of each region can be performed by analog processing in the solid-state imaging device, the brightness of the left and right two screens can be optimized without causing problems as in the case of performing digital processing. The brightness can be adjusted.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施形態に係る撮像装置の構成の概略を示すブロック図である。ここでは、撮像装置として広角歪み補正カメラシステムの場合を例に挙げ、当該広角歪み補正カメラシステムにおける左右2分割ズーム機能について説明する。ここに、左右2分割ズームとは、1台のカメラにおいて魚眼レンズを搭載した撮像素子によって撮像した画像の左右端のみを信号処理によってズーム表示することを言う。   FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a configuration of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. Here, taking the case of a wide-angle distortion correction camera system as an example of the imaging apparatus, the left and right two-division zoom function in the wide-angle distortion correction camera system will be described. Here, the left and right divided zoom means that only the left and right edges of an image captured by an image sensor equipped with a fisheye lens in one camera are zoom-displayed by signal processing.

図1に示すように、本実施形態に係る広角歪み補正カメラシステム10は、撮像素子11、センサ駆動回路12、カメラ信号処理回路13、垂直水平変換&歪み補正回路14、NTSC変換回路15および表示装置16を有する構成となっている。   As shown in FIG. 1, a wide-angle distortion correction camera system 10 according to the present embodiment includes an image sensor 11, a sensor driving circuit 12, a camera signal processing circuit 13, a vertical / horizontal conversion & distortion correction circuit 14, an NTSC conversion circuit 15, and a display. The apparatus 16 has a configuration.

この広角歪み補正カメラシステム10では、魚眼レンズ17を搭載することで、1つの撮像素子11で上下左右180度方向の画像を撮影することができる。そして、その撮像画像において、左右方向の画像を切り出し、その歪み補正を行うことにより、車載用カメラシステム、例えばブラインドコーナーカメラシステムと同様の機能を実現することができる。   In this wide-angle distortion correction camera system 10, by mounting the fisheye lens 17, it is possible to capture an image in the direction of 180 degrees in the vertical and horizontal directions with one image sensor 11. Then, by cutting out an image in the left-right direction from the captured image and correcting the distortion, it is possible to realize the same function as a vehicle-mounted camera system, for example, a blind corner camera system.

撮像素子11は、画素ごとに独立に信号の読み出しが可能であるとともに、いわゆるランダムシャッタと呼ばれるラインごと、画素ごとに独立したシャッタ制御が可能なX−Yアドレス型固体撮像素子、例えばCMOSセンサである(以下、「CMOSセンサ11」と記す)。センサ駆動回路12は、各種タイミング信号を発生するタイミングジェネレータ等によって構成され、当該タイミングジェネレータで発生される各種タイミング信号に基づいてCMOSセンサ11を駆動する。   The image pickup device 11 is an XY address type solid-state image pickup device, for example, a CMOS sensor, which can read signals independently for each pixel and can perform shutter control independent for each line and each pixel called a so-called random shutter. (Hereinafter referred to as “CMOS sensor 11”). The sensor drive circuit 12 includes a timing generator that generates various timing signals, and drives the CMOS sensor 11 based on the various timing signals generated by the timing generator.

(CMOSセンサ)
図2は、CMOSセンサ11の構成の一例を示す概略構成図である。図2において、光電変換素子を含む画素111が行列状に2次元配置されて画素アレイ部112を構成している。画素111は、光電変換素子の他に、1個または複数個のトランジスタを有することになるが、ここでは、画素111の回路構成は問わないものとする。したがって、画素回路の詳細な説明は省略する。
(CMOS sensor)
FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating an example of the configuration of the CMOS sensor 11. In FIG. 2, pixels 111 including photoelectric conversion elements are two-dimensionally arranged in a matrix to form a pixel array unit 112. Although the pixel 111 includes one or a plurality of transistors in addition to the photoelectric conversion element, the circuit configuration of the pixel 111 is not limited here. Therefore, detailed description of the pixel circuit is omitted.

この画素アレイ部112の行列状の画素配置に対して、列ごとに1本または複数本の画素駆動線113が配線されて各画素111に接続され、行ごとに行信号線114が配線されて各画素111に接続されている。画素駆動線113の各一端は、列選択回路115の各列に対応する出力端にそれぞれ接続されている。   With respect to the matrix-like pixel arrangement of the pixel array unit 112, one or a plurality of pixel drive lines 113 are wired for each column and connected to each pixel 111, and a row signal line 114 is wired for each row. It is connected to each pixel 111. One end of each pixel drive line 113 is connected to an output end corresponding to each column of the column selection circuit 115.

列選択回路115は、シフトレジスタやアドレスデコーダ等によって構成され、画素駆動線113を介して画素アレイ部112の各画素111を列単位で順に選択走査する。すなわち、列選択回路115は、画素アレイ部112を垂直方向に走査することによって各画素111を列単位で選択する。   The column selection circuit 115 is configured by a shift register, an address decoder, and the like, and selectively scans each pixel 111 of the pixel array unit 112 in order in a column unit via the pixel drive line 113. That is, the column selection circuit 115 selects each pixel 111 in units of columns by scanning the pixel array unit 112 in the vertical direction.

ここでは、図示を省略するが、列選択回路115は、画素111を列単位で順に選択して当該選択列の各画素111の信号を読み出す読み出し動作を行うための読み出し走査系と、当該読み出し走査系による読み出し走査よりもシャッタ速度に対応した時間分だけ前に同じ列の画素111の光電変換素子にそれまでに蓄積された電荷を捨てる(リセットする)電子シャッタ動作を行うための電子シャッタ走査系とを有する構成となっている。   Although not shown here, the column selection circuit 115 sequentially selects the pixels 111 in units of columns and performs a read operation for reading a signal of each pixel 111 in the selected column, and the read scan. Electronic shutter scanning system for performing an electronic shutter operation that discards (resets) charges accumulated so far in the photoelectric conversion elements of the pixels 111 in the same column by a time corresponding to the shutter speed before reading scanning by the system It has composition which has.

画素111における信号電荷の蓄積時間(露光時間)は、読み出し走査系による読み出し走査の間隔を何列にするかによって決まる。但し、読み出し走査系による読み出し走査の後に電子シャッタ走査系によるシャッタ走査によって光電変換素子の不要な電荷がリセットされた場合には、そのタイミングから、読み出し走査系による次の読み出し走査によって画素111の信号が読み出されるタイミングまでの期間が、画素111における信号電荷の蓄積時間となる。すなわち、電子シャッタ動作とは、光電変換素子に蓄積された信号電荷をリセットし、新たに信号電荷の蓄積を開始する動作である。   The signal charge accumulation time (exposure time) in the pixel 111 is determined by the number of columns of readout scanning intervals by the readout scanning system. However, when the unnecessary charge of the photoelectric conversion element is reset by the shutter scanning by the electronic shutter scanning system after the reading scanning by the reading scanning system, the signal of the pixel 111 is detected by the next reading scanning by the reading scanning system from that timing. The period until the timing of reading out is the signal charge accumulation time in the pixel 111. That is, the electronic shutter operation is an operation that resets signal charges accumulated in the photoelectric conversion elements and newly starts accumulation of signal charges.

列選択回路115によって各列が順に選択されることで、選択列の各画素から行信号線114に信号が出力される。この信号は行信号線114を介して行信号処理回路116に供給される。行信号処理回路116は、行信号線114を通して各列の画素111から供給される信号を画素行ごとに受けて、その信号に対して画素固有の固定パターンノイズを除去するためのCDS(Correlated Double Sampling;相関二重サンプリング)等の信号処理を行うとともに、処理後の信号を一時的に保持する。   By selecting each column in order by the column selection circuit 115, a signal is output from each pixel of the selected column to the row signal line 114. This signal is supplied to the row signal processing circuit 116 via the row signal line 114. The row signal processing circuit 116 receives a signal supplied from the pixel 111 of each column through the row signal line 114 for each pixel row, and removes a fixed pattern noise peculiar to the pixel with respect to the signal. Signal processing such as Sampling (correlated double sampling) is performed, and the processed signal is temporarily held.

行信号処理回路116の各行の出力端と信号出力線117との間には、列選択スイッチ118がそれぞれ接続されている。行選択回路119は、シフトレジスタやアドレスデコーダ等によって構成され、列選択スイッチ118を選択駆動する。この行選択回路119による選択駆動によって列選択スイッチ118がオン(閉)状態になると、行信号処理回路116に行単位で一時的に保持されていた信号が、列選択スイッチ118を介して信号出力線117に出力され、さらに出力アンプ120を介してセンサ外部へ出力される。   A column selection switch 118 is connected between the output terminal of each row of the row signal processing circuit 116 and the signal output line 117. The row selection circuit 119 includes a shift register, an address decoder, and the like, and selectively drives the column selection switch 118. When the column selection switch 118 is turned on (closed) by the selection driving by the row selection circuit 119, a signal temporarily held in the row unit in the row signal processing circuit 116 is output as a signal via the column selection switch 118. The signal is output to the line 117 and further output to the outside of the sensor via the output amplifier 120.

ところで、一般的に、CMOSセンサに代表される固体撮像素子は、行列状配置の各画素111を行単位で順に走査選択しつつ選択行の各画素の信号を列ごとに配線された列信号線を介して出力する構成となっている。これに対して、本例に係るCMOSセンサ11は、上述した構成の説明から明らかなように、行列状配置の各画素11を列単位で順に走査選択しつつ選択列の各画素の信号を行ごとに配線された行信号線114を介して出力する構成を採っている。   By the way, in general, a solid-state imaging device represented by a CMOS sensor is a column signal line in which signals of each pixel in a selected row are wired for each column while sequentially selecting each pixel 111 in a matrix arrangement in a row unit. It is the structure which outputs via. On the other hand, the CMOS sensor 11 according to this example, as is apparent from the description of the configuration described above, performs the signal selection of each pixel in the selected column while scanning and selecting each pixel 11 in the matrix arrangement in order. A configuration is employed in which output is performed via row signal lines 114 wired for each.

かかる構成を採ることにより、本例に係るCMOSセンサ11では、信号処理上において、画素アレイ部112の領域である撮像領域を列選択方向(水平方向/左右方向)で複数の領域に分割することが可能になる。ここでは、本広角歪み補正カメラシステム10が左右2分割ズーム機能を持つことから、撮像領域を左右2分割するものとする。   By adopting such a configuration, the CMOS sensor 11 according to the present example divides the imaging region that is the region of the pixel array unit 112 into a plurality of regions in the column selection direction (horizontal direction / left-right direction) in signal processing. Is possible. Here, since the wide-angle distortion correction camera system 10 has a left-right two-division zoom function, the imaging region is assumed to be divided into left and right.

このように、CMOSセンサ11の撮像領域を左右2分割する場合において、本実施形態では、分割領域ごとに例えば電子シャッタのシャッタスピードを制御することにより、分割領域ごとに露光時間を設定できるようにすることを特徴とする。シャッタスピードの制御の詳細については後述する。   As described above, in the case where the imaging region of the CMOS sensor 11 is divided into left and right parts, in the present embodiment, for example, the exposure time can be set for each divided region by controlling the shutter speed of the electronic shutter for each divided region. It is characterized by doing. Details of the control of the shutter speed will be described later.

(カメラ信号処理回路)
図3は、カメラ信号処理回路13の構成の一例を示すブロック図である。図3に示すように、カメラ信号処理回路13は、A/D変換部131、信号処理部132、輝度検波部133,134およびマイコン(マイクロコンピュータ)135を有し、CMOSセンサ11から出力されるアナログ信号をA/D変換部131でデジタル信号に変換し、デジタル的に信号処理を行う構成となっている。
(Camera signal processing circuit)
FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the camera signal processing circuit 13. As shown in FIG. 3, the camera signal processing circuit 13 includes an A / D conversion unit 131, a signal processing unit 132, luminance detection units 133 and 134, and a microcomputer (microcomputer) 135, and is output from the CMOS sensor 11. The analog signal is converted into a digital signal by the A / D conversion unit 131, and the signal processing is performed digitally.

信号処理部132は、CMOSセンサ11からの撮像信号に対して原色分離、ホワイトバランス、ガンマ補正などの信号処理を行う。輝度検波部133,134は、左右2分割された各分割領域に対応して設けられており、分割領域ごとにある一定期間の輝度信号成分を積分(検波)することにより、分割領域ごとの輝度(明るさ)に応じた輝度情報(明るさ情報)を得てマイコン135に与える。   The signal processing unit 132 performs signal processing such as primary color separation, white balance, and gamma correction on the imaging signal from the CMOS sensor 11. The luminance detection units 133 and 134 are provided corresponding to the divided regions divided into left and right parts, and by integrating (detecting) the luminance signal component for a certain period for each divided region, the luminance for each divided region. Luminance information (brightness information) corresponding to (brightness) is obtained and provided to the microcomputer 135.

(シャッタスピードの設定)
マイコン135は、特許請求の範囲における制御手段に相当し、CMOSセンサ11の分割領域ごとの露光制御を始め、システム全体の制御を行う。露光制御では、輝度検波部133,134から与えられる分割領域ごとの輝度情報に応じて、電子シャッタ動作時のシャッタスピードを決めるシャッタスピード制御量を設定する制御がセンサ駆動回路12内のタイミングジェネレータに対して行われる。すると、タイミングジェネレータは、マイコン135の制御に応じたタイミングで、列選択回路115内の電子シャッタ走査系を駆動制御することで、2つの分割領域ごとに異なるシャッタスピードを設定する。
(Shutter speed setting)
The microcomputer 135 corresponds to the control means in the claims, and controls the entire system including exposure control for each divided area of the CMOS sensor 11. In the exposure control, control for setting a shutter speed control amount that determines the shutter speed at the time of the electronic shutter operation is performed on the timing generator in the sensor drive circuit 12 according to the luminance information for each divided area given from the luminance detectors 133 and 134. Against. Then, the timing generator sets a different shutter speed for each of the two divided areas by driving and controlling the electronic shutter scanning system in the column selection circuit 115 at a timing according to the control of the microcomputer 135.

図4は、分割領域ごとに異なるシャッタスピードを設定する場合の概念図である。ここでは、列選択回路115によって選択走査される走査線(列)の数をNとする。そして、シャッタスピード設定値1で決まるシャッタスピードで撮像領域の左側から列ごとに順に走査を開始し、走査線数がN/2となったところで、シャッタスピード設定値2で決まるシャッタスピードに切り替える。   FIG. 4 is a conceptual diagram when different shutter speeds are set for each divided region. Here, the number of scanning lines (columns) selectively scanned by the column selection circuit 115 is N. Then, scanning is started sequentially for each column from the left side of the imaging region at a shutter speed determined by the shutter speed setting value 1, and when the number of scanning lines becomes N / 2, the shutter speed is determined by the shutter speed setting value 2.

このように、2つの分割領域ごとにシャッタスピードを切り替えることで、分割領域ごとに露光時間(信号電荷の蓄積時間)を異ならせることができる。分割領域ごとに露光時間が異なると、分割領域ごとに画素111の信号レベル、即ち輝度レベルが異なることになる。すなわち、シャッタスピードが長くなると、画素111の受光量が多くなるために輝度レベルが上がり、逆に、シャッタスピードが短くなると、画素111の受光量が少なくなるために輝度レベルが下がる。   In this way, by switching the shutter speed for each of the two divided areas, the exposure time (signal charge accumulation time) can be made different for each divided area. When the exposure time is different for each divided area, the signal level of the pixel 111, that is, the luminance level is different for each divided area. That is, when the shutter speed increases, the luminance level increases because the amount of light received by the pixel 111 increases, and conversely, when the shutter speed decreases, the luminance level decreases because the amount of light received by the pixel 111 decreases.

したがって、マイコン135による制御の下に、輝度検波部133,134で検出した分割領域ごとの輝度情報を基に、2つの分割領域ごとにシャッタスピードを制御することで、左右2画面の明るさをそれぞれ最適な明るさに調整できることになる。これにより、左右2画面表示において、左右2画像の明るさが揃った違和感のない表示できることになる。   Therefore, under the control of the microcomputer 135, the brightness of the left and right two screens is controlled by controlling the shutter speed for each of the two divided areas based on the luminance information for each divided area detected by the luminance detectors 133 and 134. Each can be adjusted to the optimum brightness. Thereby, in the left and right two-screen display, the right and left two images can be displayed without any sense of incongruity.

(垂直水平変換&歪み補正回路)
垂直水平変換&歪み補正回路14は、カメラ信号処理回路13を経た映像信号、即ちCMOSセンサ11において、列選択回路115による垂直方向の走査によって得られた映像信号を、標準のテレビジョン信号に対応した走査方向、即ち水平方向の走査によって得られた映像信号に変換する処理を行い、同時に歪み補正処理、さらに左右2分割のズーム処理(解像度変換処理)を行う。
(Vertical horizontal conversion & distortion correction circuit)
The vertical / horizontal conversion & distortion correction circuit 14 corresponds to a standard television signal for a video signal that has passed through the camera signal processing circuit 13, that is, a video signal obtained by scanning in the vertical direction by the column selection circuit 115 in the CMOS sensor 11. The video signal obtained by the scanning direction, that is, the horizontal scanning is converted, and at the same time, the distortion correction process and the left / right divided zoom process (resolution conversion process) are performed.

歪み補正処理および左右2分割のズーム処理については周知の手法を用いることで実現できる。ここでは、歪み補正やズーム処理を含む垂直水平変換&歪み補正回路14の説明は省略し、単純なフレームメモリの書き込み/読み出しの制御のみで垂直水平変換を行う垂直水平変換回路14Aについて述べる。   The distortion correction process and the left and right divided zoom process can be realized by using a known method. Here, description of the vertical / horizontal conversion & distortion correction circuit 14 including distortion correction and zoom processing is omitted, and a vertical / horizontal conversion circuit 14A that performs vertical / horizontal conversion only by simple writing / reading control of the frame memory will be described.

図5は、垂直水平変換回路14Aの構成の一例を示すブロック図である。図5に示すように、本例に係る垂直水平変換回路14Aは、タイミングコントローラ141、書き込みアドレス生成部142、読み出しアドレス生成部143および2つのフレームメモリ144,145を有する構成となっている。   FIG. 5 is a block diagram showing an example of the configuration of the vertical / horizontal conversion circuit 14A. As shown in FIG. 5, the vertical / horizontal conversion circuit 14 </ b> A according to this example has a configuration including a timing controller 141, a write address generation unit 142, a read address generation unit 143, and two frame memories 144 and 145.

書き込みアドレス生成部142は、タイミングコントローラ141による制御の下に書き込みアドレスを生成し、当該書き込みアドレスによって垂直方向の走査による画像データを順次フレームメモリ144/145に書き込む。また、読み出しアドレス生成部143は、タイミングコントローラ141による制御の下に読み出しアドレスを生成し、当該読み出しアドレスによって水平方向の走査による画像データを順次フレームメモリ144/145から順次出力する。   The write address generation unit 142 generates a write address under the control of the timing controller 141, and sequentially writes image data obtained by scanning in the vertical direction to the frame memory 144/145 based on the write address. Further, the read address generation unit 143 generates a read address under the control of the timing controller 141, and sequentially outputs image data obtained by scanning in the horizontal direction from the frame memory 144/145 in accordance with the read address.

タイミングコントローラ141は、1フレームごとに2つのフレームメモリ144,145を制御し、フレームメモリ144,145に対する書き込み/読み出しを交互に制御し、画像データが書き込まれていない方のフレームメモリ144/145から水平方向の走査による画像データを読み出す。   The timing controller 141 controls the two frame memories 144 and 145 for each frame, alternately controls writing / reading to / from the frame memories 144 and 145, and starts from the frame memory 144/145 on which no image data is written. Image data obtained by scanning in the horizontal direction is read out.

この垂直水平変換回路14Aにおける垂直水平変換処理について、図6を用いて説明する。ここでは、入力画像として水平M画素×垂直N画素の画像を、出力画像として水平K画素×垂直L画素(K<M,L<N)の画像を考える。   The vertical / horizontal conversion processing in the vertical / horizontal conversion circuit 14A will be described with reference to FIG. Here, an image of horizontal M pixels × vertical N pixels is considered as an input image, and an image of horizontal K pixels × vertical L pixels (K <M, L <N) is considered as an output image.

先ず、フレームメモリ144/145に対して垂直方向にMライン(M列)のデータを線順次で書き込み、M×N画素分のデータをフレームメモリ144/145に格納する。書き込んだ画像データについては、次のフレームで読み出し処理を行う。その際は、フレームメモリ144/145からの画像データの読み出し方向を、書き込み時の垂直方向から水平方向に変更し、Lライン分のデータを線順次で読み出し、K×L画素分の出力画像を得る。   First, M lines (M columns) of data are written in a line-sequential manner to the frame memory 144/145 in the vertical direction, and data for M × N pixels are stored in the frame memory 144/145. The written image data is read out in the next frame. In that case, the reading direction of the image data from the frame memory 144/145 is changed from the vertical direction at the time of writing to the horizontal direction, the data for L lines is read line by line, and the output image for K × L pixels is read. obtain.

ここで、一例として、入力段(CMOSセンサ11)を130万画素と考えれば、有効画素領域は一般的に1280×960である。そして、出力段(表示装置16)のグラフィックス表示規格をVGAと考えれば、640×480となる。   Here, as an example, assuming that the input stage (CMOS sensor 11) is 1.3 million pixels, the effective pixel area is generally 1280 × 960. When the graphics display standard of the output stage (display device 16) is considered to be VGA, it is 640 × 480.

また、ここでは、単純な画像の切り出しのみを考えているが、垂直水平変換を行う際に解像度変換の処理を行うことで拡大縮小の処理を同時に行うことが可能であり、また歪み補正処理についても同様である。   In this example, only simple image clipping is considered, but it is possible to simultaneously perform enlargement / reduction processing by performing resolution conversion processing when performing vertical / horizontal conversion. Is the same.

図7に、画像変換フローを示す。図7において、各画像(A)〜(D)は図1におけるCMOSセンサ11、カメラ信号処理回路13、垂直水平変換&歪み補正回路14およびNTSC変換回路15の各出力画像(A)〜(D)にそれぞれ対応している。図7に実線の矢印で示すように、CMOSセンサ11、カメラ信号処理回路13の各画像(A),(B)の走査方向は垂直方向となり、垂直水平変換&歪み補正回路14、NTSC変換回路15の各画像(C),(D)の走査方向は水平方向となる。   FIG. 7 shows an image conversion flow. In FIG. 7, the images (A) to (D) are output images (A) to (D) of the CMOS sensor 11, the camera signal processing circuit 13, the vertical / horizontal conversion & distortion correction circuit 14 and the NTSC conversion circuit 15 in FIG. ) Respectively. As indicated by solid arrows in FIG. 7, the scanning directions of the images (A) and (B) of the CMOS sensor 11 and the camera signal processing circuit 13 are vertical directions, and the vertical horizontal conversion & distortion correction circuit 14 and NTSC conversion circuit. The scanning direction of each of the 15 images (C) and (D) is the horizontal direction.

図1に説明を戻す。NTSC変換回路15は、垂直水平変換&歪み補正回路14で垂直水平変換処理、歪み補正処理、さらに左右2分割のズーム処理が行われた映像信号を、NTSC方式のテレビジョン信号に変換して表示装置16に供給する。表示装置16は、例えば液晶ディスプレイであり、NTSC変換回路15から供給されるテレビジョン信号に基づいて、1つのCMOSセンサ11による撮像画像を分割して得られる左右2分割画像をズーム表示する。   Returning to FIG. The NTSC conversion circuit 15 converts the video signal that has been subjected to the vertical / horizontal conversion processing, distortion correction processing, and left / right split zoom processing by the vertical / horizontal conversion & distortion correction circuit 14 into an NTSC television signal for display. Supply to device 16. The display device 16 is, for example, a liquid crystal display, and zooms and displays a left and right divided image obtained by dividing an image captured by one CMOS sensor 11 based on a television signal supplied from the NTSC conversion circuit 15.

上述したように、広角歪み補正カメラシステム10において、CMOSセンサ11に対して行列状配置の各画素111を列ごとに順に走査選択しつつ選択列の各画素111の信号を行信号線114を通して出力する駆動を行うことで、信号処理上において、CMOSセンサ11の撮像領域(画素アレイ部112の領域)を列選択方向(即ち、水平方向/左右方向)で複数の領域(本例では、2つの領域)に分割することが可能になる。   As described above, in the wide-angle distortion correction camera system 10, the signals of the pixels 111 in the selected column are output through the row signal line 114 while sequentially selecting the pixels 111 arranged in a matrix with respect to the CMOS sensor 11 for each column. In the signal processing, the imaging region (region of the pixel array unit 112) of the CMOS sensor 11 is divided into a plurality of regions (in this example, two in the horizontal direction / left-right direction) in signal processing. Can be divided into (regions).

そして、2つの分割領域ごとに輝度情報を2つの輝度検波部133,134で検出し、その検出結果に基づいて2つの分割領域ごとに各領域の信号レベルを制御することで、各分割領域の撮像結果に基づく表示画面の明るさをそれぞれ最適な明るさに調整できる。すなわち、各分割領域のゲイン制御をCMOSセンサ11内においてアナログ処理で行うことができる。したがって、デジタル処理で行う従来技術の場合のような不具合を生じることなく、左右2画面の明るさをそれぞれ最適な明るさに調整することができる。   Then, the luminance information is detected by the two luminance detectors 133 and 134 for each of the two divided areas, and the signal level of each area is controlled for each of the two divided areas based on the detection result. The brightness of the display screen based on the imaging result can be adjusted to an optimum brightness. That is, gain control of each divided region can be performed by analog processing in the CMOS sensor 11. Therefore, the brightness of the left and right two screens can be adjusted to the optimum brightness without causing problems as in the case of the prior art performed by digital processing.

CMOSセンサ11から出力される画像信号については、その走査方向を垂直水平変換&歪み補正回路14で標準のテレビジョン信号に対応した走査方向、即ち水平方向の走査によって得られた映像信号に変換する処理を行うとともに、歪み補正処理および左右2分割のズーム処理を行うことで、CMOSセンサ11において垂直方向の走査によって得た撮像画像を通常の表示装置16で表示できる。その結果、左右2画像の明るさが揃った違和感のない2画面画像を表示できることになる。   The image signal output from the CMOS sensor 11 is converted into a video signal obtained by scanning in the scanning direction corresponding to a standard television signal, that is, in the horizontal direction, by the vertical / horizontal conversion & distortion correction circuit 14 in the scanning direction. By performing the distortion correction process and the left and right divided zoom process, the captured image obtained by the vertical scanning in the CMOS sensor 11 can be displayed on the normal display device 16. As a result, it is possible to display a two-screen image having a sense of incongruity in which the brightness of the left and right two images is uniform.

なお、上記実施形態では、魚眼レンズ17を用いた広角歪み補正カメラシステム10に適用した場合を例に挙げて説明したが、本発明はこの適用例に限られるものではなく、魚眼レンズ17に代えて反射鏡やプリズムレンズを用いたカメラシステムにも同様に適用可能である。   In the above embodiment, the case where the present invention is applied to the wide-angle distortion correction camera system 10 using the fisheye lens 17 has been described as an example. However, the present invention is not limited to this application example, and the reflection is performed instead of the fisheye lens 17. The present invention can be similarly applied to a camera system using a mirror or a prism lens.

また、上記実施形態では、CMOSセンサ11の撮像領域、即ち画素アレイ部112の領域を信号処理上において列選択方向にて2分割し、分割領域ごとに各領域の信号レベルを制御するとしたが、分割数は2に限られるものではない。   In the above embodiment, the imaging region of the CMOS sensor 11, that is, the region of the pixel array unit 112 is divided into two in the column selection direction in signal processing, and the signal level of each region is controlled for each divided region. The number of divisions is not limited to two.

本発明の一実施形態に係る撮像装置の構成の概略を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating an outline of a configuration of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. CMOSセンサの構成の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of a structure of a CMOS sensor. カメラ信号処理回路の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of a camera signal processing circuit. 分割領域ごとに異なるシャッタスピードを設定する場合の概念図である。It is a conceptual diagram in the case of setting a different shutter speed for each divided region. 垂直水平変換回路の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of a vertical / horizontal conversion circuit. 垂直水平変換処理の説明図である。It is explanatory drawing of a vertical / horizontal conversion process. 画像変換フローを示す図である。It is a figure which shows an image conversion flow.

符号の説明Explanation of symbols

10…広角歪み補正カメラシステム、11…CMOSセンサ(撮像素子)、12…センサ駆動回路、13…カメラ信号処理回路、14…垂直水平変換&歪み補正回路、14A…垂直水平変換回路、15…NTSC変換回路、16…表示装置、17…魚眼レンズ、131…A/D変換部、132…信号処理部、133,134…輝度検波部、135…マイコン、141…タイミングコントローラ、142…書き込みアドレス生成部、143…読み出しアドレス生成部、144,145…フレームメモリ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Wide-angle distortion correction camera system, 11 ... CMOS sensor (imaging element), 12 ... Sensor drive circuit, 13 ... Camera signal processing circuit, 14 ... Vertical horizontal conversion & distortion correction circuit, 14A ... Vertical horizontal conversion circuit, 15 ... NTSC Conversion circuit, 16 ... display device, 17 ... fisheye lens, 131 ... A / D conversion unit, 132 ... signal processing unit, 133, 134 ... luminance detection unit, 135 ... microcomputer, 141 ... timing controller, 142 ... write address generation unit, 143: Read address generation unit, 144, 145 ... Frame memory

Claims (4)

光電変換素子を含む画素が行列状に2次元配置されてなり、当該行列状配置の各画素を列ごとに順に走査選択しつつ選択列の各画素の信号を行ごとに配線された信号線を通して出力する固体撮像素子と、
前記固体撮像素子の列選択方向における複数の領域ごとに輝度情報を検出する複数の検出手段と、
前記複数の検出手段の検出結果に基づいて、前記複数の領域ごとに各領域の信号レベルを制御する制御手段と、
前記固体撮像素子から出力される画像信号の走査方向を標準のテレビジョン信号に対応した走査方向に変換する変換手段と
を備えたことを特徴とする撮像装置。
The pixels including the photoelectric conversion elements are two-dimensionally arranged in a matrix, and each pixel in the matrix is sequentially scanned and selected for each column, and the signal of each pixel in the selected column is passed through a signal line wired for each row. An output solid-state imaging device;
A plurality of detection means for detecting luminance information for each of a plurality of regions in a column selection direction of the solid-state imaging device;
Control means for controlling the signal level of each area for each of the plurality of areas based on the detection results of the plurality of detecting means;
An imaging apparatus comprising: conversion means for converting a scanning direction of an image signal output from the solid-state imaging device into a scanning direction corresponding to a standard television signal.
前記制御手段は、前記複数の領域ごとにシャッタスピードを制御する
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the control unit controls a shutter speed for each of the plurality of regions.
前記固体撮像素子は、前記信号線を通して各画素から出力される信号を増幅する出力アンプを有し、
前記制御手段は、前記複数の領域ごとに前記出力アンプのゲインを制御する
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
The solid-state imaging device has an output amplifier that amplifies a signal output from each pixel through the signal line,
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the control unit controls a gain of the output amplifier for each of the plurality of regions.
光電変換素子を含む画素が行列状に2次元配置されてなる固体撮像素子を用いた撮像装置の撮像方法であって、
前記固体撮像素子に対して行列状配置の各画素を列ごとに順に走査選択しつつ選択列の各画素の信号を行ごとに配線された信号線を通して出力する駆動を行う一方、
前記固体撮像素子の列選択方向における複数の領域ごとに輝度情報を検出し、その検出結果に基づいて前記複数の領域ごとに各領域の信号レベルを制御するとともに、前記固体撮像素子から出力される画像信号の走査方向を標準のテレビジョン信号に対応した走査方向に変換する
ことを特徴とする撮像方法。
An imaging method for an imaging apparatus using a solid-state imaging device in which pixels including photoelectric conversion elements are two-dimensionally arranged in a matrix,
The solid-state image sensor is driven to output a signal of each pixel in a selected column through a signal line wired for each row while sequentially selecting each pixel in a matrix arrangement for each column.
Luminance information is detected for each of a plurality of regions in the column selection direction of the solid-state imaging device, and the signal level of each region is controlled for each of the plurality of regions based on the detection result, and is output from the solid-state imaging device. An imaging method comprising: converting a scanning direction of an image signal into a scanning direction corresponding to a standard television signal.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3654632A1 (en) * 2010-08-27 2020-05-20 Sony Corporation Imaging device, imaging system, and imaging method
JP2012222762A (en) * 2011-04-14 2012-11-12 Hitachi Automotive Systems Ltd Image processing apparatus
US9077907B2 (en) 2011-04-14 2015-07-07 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Image processing apparatus

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