JP2006501729A - 光電子センサ装置を稼動するための方法 - Google Patents

Abstract

空間解像する光電子センサ装置を稼動するための方法であって、その光電子センサ装置が、複数の感光性センサ要素から成るセンサ面を備え、更に記録光学系を備え、この記録光学系がこの記録光学系により検出される周囲状況内の空間的な光分布をセンサ面上に結像し、この際、各々の部分量のセンサ要素が、入射する光の集積のために割り当てられた活動化インターバルの各々の継続時間の間、周囲状況の対応的な部分画像を生成するために活動化され、更に照明装置を備え、この照明装置が、活動化インターバルと時間的な関連をもち、記録光学系により検出される周囲状況を、少なくとも時間及び領域ごとに、センサ要素により集積可能な波長領域の光を用いて照明する、前記方法において、周囲状況の計算画像（Ｒ）を生成するために、センサ面が、活動化インターバルと割り当てられた部分量のセンサ要素とによるｎ組のペアの連続として次のように活動化される、即ち、ｎ組内で各々のｎ部分量のセンサ要素が、ｎ活動化インターバル中、照明源の対応的なコントロールにより生じる異なった周囲状況照明条件のもとで活動化され、ｎ組内で記録された部分画像がデータ処理装置内で互いに処理されるようであること。

Description

本発明は、空間解像する光電子センサ装置を稼動するための方法に関し、その光電子センサ装置は、複数の感光性センサ要素から成るセンサ面を備え、更に記録光学系を備え、この記録光学系がこの記録光学系により検出される周囲状況内の空間的な光分布をアクティブなセンサ面上に結像し、この際、各々の部分量のセンサ要素が、入射する光の集積のために割り当てられた活動化インターバルの各々の継続時間の間、周囲状況の対応的な部分画像を生成するために活動化され、更に照明装置を備え、この照明装置が、活動化インターバルと時間的な関連をもち、記録光学系により検出される周囲状況を、少なくとも時間及び領域ごとに、センサ要素により集積可能な波長領域の光を用いて照明する。

この種の方法並びにこの種の光電子センサ装置は一般的にデジタル画像作成の分野から知られている。センサ要素の特殊なコントロールは「ローリングシャッター（Rolling
Shutter）」の概念で知られていて、この際、この表現は、コントロール方法にも対応的に稼動されるセンサ装置にも関連し得る。次に、先ずはローリングシャッターの原理的な機能方式について説明する。

速い画像列を記録するためのデジタルカメラは、多くの場合、行と列を成して配設されている多数の感光性センサ要素から成るセンサ面を備えたマトリックス（行列）状のセンサを用いて作動する。センサ要素の別の配置構成も可能であるが、簡素化のために従来技術のこの説明の枠内ではそのようなセンサ装置だけに関するものとする。

記録光学系（撮影レンズ部分）は空間的な光配分をセンサ面上に結像する。通常は特別な半導体装置である個々のセンサ要素内では衝突する光子が遊離された電子の発生をうながし、これらの電子は、センサ要素の露光時間に渡り、割り当てられているリザーバ内に蓄積される。つまり、センサ要素内において衝突する光の集積（インテグレーション）のことである。露光時間に続き、センサ要素は読み出され、即ち、蓄積されている電子の数が、対応するセンサ要素への空間的な割り当てをもって、露光時間中に入射した光子のための尺度として決定される。例えば、デジタル化手段、記憶手段、計算手段などのような適切な処理手段を有するデータ処理ユニットを使い、記録されたデータのデジタル表示が生成され得て、このデジタル表示が一般的に「画像」と称されるものである。センサ面内のセンサ要素のポジションに対応する個々の画像点は「画素」と呼ばれる。利用される全てのセンサ要素の全体に関するデジタル表示は「フレーム」又は「枠」と呼ばれる。

定義された露光時間を実現するために、センサ要素は、各々、元に戻され（リセットされ）、このことは電子リザーバを空にすることに対応する。露光時間は、読み出しの枠内でリザーバを新たに空にすることにより終了される。この全インターバルは本出願の枠内において活動化インターバルと称される。

ローリングシャッターはリセット過程と読み出し過程の特殊な連続（シーケンス）を示し、この連続は、特に速い画像列を可能にする。この際、該当するセンサ要素のためのリセット、従って露光時間の開始は、各々、予め定められているサイクルをもって行ごと或いは列ごとに行われ、その結果、相前後してそれらの空間的な配置構成と一致して全ての行或いは列がリセットされる。つまり、各行或いは各列のために露光時間は別の時点で開始する。１つの又は複数の行或いは列の不変であるずれを用い、センサ要素の読み出しが同様に行ごと或いは列ごとに行われる。リセット時間及び読み出し時間が与えられている場合、即ち１つの行或いは列における事象の滞在時間が与えられている場合、露光時間は、リセットと読み出しの間のずれの大きさにより決定される。

最大露光時間は、フレームタイム、即ち枠の読み出しのために必要とされる時間に対応する。それに対して最小露光時間は、１つの行或いは列の読み出しのために必要とされる時間に対応する。これらの限界内で露光時間が動くのであれば、画像連続の速度は露光時間に依存しない。

先行するフレームの最後の行或いは列がまだ読み出されてないが、後続するフレームの最初の行或いは列が既にリセットされていることにより、複数の行或いは列のずれがある場合には相前後して連続するフレーム間にオーバーラップが生じるので、画像は連続するように生成され得て、このことは極めて速い画像連続を導くことになる

他方、このオーバーラップは、個々のフレームの互いの分離が不十分であるという問題を含んでいる。このことは多くの場合のマルチメディア適用において顧慮されていない。しかしながらこのことは、異なるフレームが互いに比較されなくてはならない又は別のやり方で互いに処理されなくてはならない測定装置において困難性を導いてしまうものである。

例えば、特許文献１からは、自動車両の内部空間を監視するための方法が知られていて、この方法では、同一のセンサポジションから自動車両内部空間の２つの画像が異なる照明条件のもとで記録され、引き続き、画素ごとに互いに減算される。異なる照明条件は、照明源の適切なコントロールにより、監視される内部空間を照明するためにもたらされ、その照明源は、一方の画像の記録中にはスイッチオンされていて、他方の画像の記録中にはスイッチオフされている。減算は、背景光を除去するため、即ち所謂オフセット・リダクションのために用いられる。

センサ装置の特別なコントロールについて特許文献１では記載されていない。しかし、ローリングシャッター・センサ装置を用いてそのような適用を実現することは特に望ましいことであり、その理由は、これらのローリングシャッター・センサ装置が極めて広範囲で市場に出回っていて、それにより低コストなシステムであるためである。しかしそのような測定を従来のローリングシャッター法を適用して実施しようとすると、行ずれを１行に減少し、フレームタイムを用いて照明源をトリガリングするか、又は、複数行のずれを維持し、照明されているフレームと照明されていないフレームとの間でオーバーラップフレームを退けることになるであろう。それにより、計算画像のフレームタイム、即ち画像間の時間的なずれであってこれらの画像の画素値が記録されたオリジナル画像の対応する画素の差に対応するという画像間の時間的なずれが、２倍或いはむしろ３倍とされる。このことは、例えば、エアバックのようなパッシブな安全システムの光学コントロール時におけるように、速いプロセスが追求されなくてはならない多くの測定適用にとって許容可能なことではない。

特許文献２からは請求項１の前提部（所謂おいて部）に従う方法が知られていて、この方法では、ローリングシャッター・カメラが自動車両の内部空間を監視するために使用される。この際、照明源は、シャッター・運動、即ちセンサ面に渡るリセット行或いは読み出し行の運動を用いてトリガリングされ、それにより、その照明源は、監視される空間内で正に次の時点に光点を生成する、即ちこの時点ではセンサ要素がアクティブであり、これらのセンサ要素に対し、それらの光点は、予め定義された規定状態、例えば空の車両として結像されるであろう。規定状態の画像は、現在記録された画像と比較するために保存されている。規定状態から相違点、例えば空間内に人物が進入することに起因し、生成された光点が所定のセンサ要素上に結像されない場合、このことは基準画像との比較により検出され得る。

しかしながらこの方法の短所は、この方法が、予め定められた静的な規定状態と現在の状況とを比較することに制限されていることにある。動的（ダイナミック）な事象の判断は排除されている。更にその方法は、事実上、使用可能なセンサ要素の極めて僅かな一部分だけを情報獲得のために利用している、即ち、センサ要素であって規定状態において生成された光点が結像されるセンサ要素だけである。残りのセンサ要素の、技術的な理由から必要な活動化は、時間に関する短所をもたらすだけである。

ドイツ特許出願公開第１００６２９７７Ａ１号明細書 ドイツ特許出願公開第１００１８３６６Ａ１号明細書

本発明の課題は、市販のローリングシャッター・センサ装置を使用して速い動的な事象をも検出され得る、冒頭に掲げた形式の方法を更に開発することである。

前記の課題は、請求項１の前提部（所謂おいて部）に記載した構成との関連において、周囲状況の計算画像（計算された画像）を生成するために、センサ面が、活動化インターバルと割り当てられた部分量のセンサ要素とによるｎ組のペアの連続（シーケンス）として次のように活動化される、即ち、ｎ組内で各々のｎ部分量のセンサ要素が、ｎ活動化インターバル中、照明源の対応的なコントロールにより生じる異なった周囲状況照明条件のもとで活動化され、ｎ組内で記録された部分画像がデータ処理装置内で互いに処理されるようであることにより解決される。

それにより、具体的に述べると、１つのフレームタイム内でｎ画像が生成され、これらの画像は、異なる照明条件下の実質的に同じ場面を示し、更なる状況判断のために画素ごとに互いに処理され得る。この際、各々互いに処理すべき画素は、互いに直接的な時間的な隣接関係をもって記録されている。このことは次のようなエラーを最小化する、即ち、記録された場面が、複数の部分画像内で互いに対応する画素の露光間で変化することによって生じるエラーである。結果として、従来の方法においてそうでなければならないように、本発明に従う方法を用い、フレームタイムに比べて大きくない時間範囲内で場面が変化するという動的な事象をも検査することが可能である。

本発明に従う方法の外見上の短所は、１つのフレームタイム中に記録されたｎ画像の空間解像度が、１つの完全なフレーム、即ちセンサ面の各センサ要素のための各々１つの画素を有する１つの画像に比べ、減少されているということにある。つまり、各センサ要素はｎ画像の１つの画像にだけに寄与する。更に、実質的に同じ場面の、１つのフレームタイム内で生じるｎ画像は、本発明に従い、確かに最小時間間隔で記録されるが、各ｎ組内では空間的に異なるｎ部分量のセンサ要素が活動化されるので、ｎ組のｎ部分画像の互いに対応する画素においては僅かに場面の別の点が結像される。

両方の問題は外見上そのように見えるだけで、その理由は、実際には市販のセンサ要素の解像度が測定のために必要な解像度を遥かに超過しているためである。それとは逆に、速い画像処理のためには頻繁に人工的な解像度減少が必要とされる。記録光学系が測定の必要条件に適合されなくてはならないので、つまり、同様にセンサ面よりも少ない解像度を有し得るので、隣接するセンサ要素は実質的に同じ光入射にさらされ、実際には同じ場面点の画像点として見ることができる。

従って本発明の特に有利な実施形態では、ｎ組内で空間的に隣接する部分量のセンサ要素が活動化されることが意図されている。つまり、ｎ組内で活動化されるｎ部分量のセンサ要素が空間的な隣接関係にあると、空間的なずれが最小化され、その結果、互いに処理すべき画素の差は、ほぼ、各々の活動化インターバル中の異なる照明からの結果としてのみ得られる。

この際、ｎ＞２のｎ組内で、空間的に隣接する部分量のセンサ要素を、それらの空間的な配置構成に対応しない時間的な順番で活動化することが確かに可能であるが、特に、空間的に隣接する部分量のセンサ要素を、時間的に相次いで連続する活動化インターバル中に活動化することが有利である。このようにして、ｎ部分画像の互いに対応する画素が互いに最小の空間間隔及び時間間隔を有することが保証される。

本発明の特に有利な実施形態では、センサ面が、行と列を成して配設されているセンサ要素のマトリックス（行列）から成る。このセンサタイプは極めて普及されたセンサ形状であり、対応的に低コストである。そのようなセンサを用いて獲得されるデータの後処理も特に簡単であり、その理由は、各センサ要素の空間ポジションが、簡単に、対応する行と列の組み合わせから得られるためである。

好ましくは、活動化インターバル中に活動化されるセンサ要素の部分量は、センサ要素のマトリックスの小整数の行又は列に対応し、特に好ましくは正に１行又は１列に対応する。このことは、ｎ組のｎ部分画像の特に良好な時間一致及び空間一致を可能とする。

全ての活動化インターバルが基本的に同じ継続時間を有すると特に有利である。このことはセンサ装置のコントロールを容易にする。少なくとも、ｎ組内で互いに照明条件に関して対応する活動化インターバルは同じ長さを有するべきである。しかし、ｎ組内で、活動化インターバルを異なる照明条件をもって異なる長さで構成することは有意義であり得る。

基本的に、ｎ組の部分画像の処理を互いに時間的に構成する３つの可能性がある。一方では、処理は、互いに対応する照明条件のもとで記録された、１つの枠の全てのｎ組の部分画像から、先ず、各々、周囲状況のｎ画像が生成され、これらが互いに処理されるように行われる。このことは、ｎ画像の中間記憶を要求する。この方法は、特に、複数の計算ステップが行われるべきで、これらの計算ステップが、各々、ｎ画像の少なくとも１つの画像にアクセスしなくてはならない場合に提供される。他方では、活動化に続いて処理を直接的に行わせることも可能である。この際には、１つの又は幾つかの部分量のセンサ要素から読み出されたデータだけが一時的に中間記憶されればよい。その後、画像として、処理結果、即ち計算画像だけが構成される。この方法は、例えば、ｎ＝２の場合の画素ごとの減算のような簡単な計算により提供される。最後に、先ず、１つの枠の全てのｎ組の全ての部分画像から周囲状況のコンビネーション画像を生成し、その画素が、ｎ組に対するそれらの割り当てに対応して互いに処理されることも可能である。このバリエーションは、従来のローリングシャッター・センサ装置のコントロールの変更を最も少ないかたちで要求する。

互いに処理すべき画素或いはセンサ要素の時間的な及び空間的なずれの最小化を達成するために、並びに、より高い計算速度、より少ない記憶部（メモリ）要求、減少された解像度損失の原因から、ｎ＝２（２組：２tuple）における適用が、より高いｎ組以前に優先とされる。

例えば車両内部空間の監視のような多くの適用時には、利用者が使用されている装置に関してできるだけ気付かないようにすることが望まれる。それにより、人間にとって不可視の光線を放射する照明源を使用することが望まれる。従って本発明の特に有利な実施形態は、照明源が赤外領域内の光を放射することにより傑出する。

本発明に従う方法の転換は、好ましくは、市販のセンサ装置のコントロールの適切なプログラミングにより行われ、この際、要求に応じ、ハードウェアの適合も行われる、及び／又は、他のコンポーネントも設けられ得る。

本発明の他の詳細は、以下の詳細な説明と添付の図面から得られ、それらの図面には本発明の有利な実施形態が例として示されている。

図２は、従来技術によるローリングシャッター（Rolling Shutter）を具体的に説明する原理スケッチを示している。図面の見易さのためにセンサ装置からセンサ面１だけが描かれていて、このセンサ面１は個々のセンサ要素２から成り、これらのセンサ要素２は行と列を成してマトリックス（行列）状に配設されている。通常、市販のセンサ装置は数千個のセンサ要素２を含んでいる。図面の見易さのために図２では１３×１３だけのセンサ要素２を備えたセンサ面１が描かれている。

図２における部分図のａ）、ｂ）、ｃ）はデータ記録（データ撮影）の３つの段階をセンサ装置の稼動中のそれらの時間順番で象徴的に示している。

段階ａ）は第１完全画像の記録を表している。そのために１行のセンサ要素が元に戻され（リセットされ）、それにより、入射する光の集積（インテグレーション）のために活動化される。このリセット機能は、鎖線で示された矢印３ａにより象徴されている。センサ要素２であって、活動化されていて、例えば、入射する光によりセンサの半導体材料内で発生する自由電子を集めることにより、入射する光を集積するセンサ要素２は、象徴的にｘで特徴付けられている。センサ面１の全ての行は相前後してリセットされ、このことは矢印４ａにより示唆されている。画像的に言うとリセット行３ａは全センサ面２に渡って移動する。

数行の間隔、示されている実施例では３行の間隔で、読み出し行が続く、即ちこの行内の対応するセンサ要素２が読み出され、デジタル化され、それらの対応する値が記憶される。この読み出し機能は矢印５ａにより象徴されている。リセット３ａと読み出し５ａの間の間隔を記す双方向矢印６ａは同時に露光時間のために示されている。つまり、リセット行及び読み出し行が一定の間隔で各ポジションに一定の滞在時間をもって矢印４ａの方向にセンサ面１に渡って移動される場合、リセット行と読み出し行の間の空間間隔は、センサ要素２が入射する光を集積し得る時間間隔にも対応する。

全ての行が読み出され、センサ要素の値がそれらの空間配置構成を維持しながら記憶されていることで、第１完全画像又は第１フレームＡが得られる。後続するフレームＢとＣも同様に記録される。

段階ｂ）は、第１フレームＡの記録から第２フレームＢへの移行時における特殊な状況を示している。まだフレームＡに属している行が読み出される間（矢印５ｂ）、フレームＢに属する複数の行（リセット行３ｂの上側）が既に活動化されていて、入射する光を集積する。それにより確かに速い画像列が達成されるが、相次いで連続する画像が異なる照明条件で記録されて後に互いに処理されるのであれば、それらのフレーム間の分離が欠如していることは不利である。フレームの記録中に照明変更が行われるフレームＢは、測定目的のためには援用され得ず、退けられなくてはならない。従って、一義的に互いに照明されるフレームＡとＣの処理から得られる計算画像Ｒのためのフレームタイムは、従来の記録（１重フレームタイム）に対して３倍のフレームタイムに対応し、このことは多くの場合の測定装置にとって極めて長すぎるものであり、その理由は、特に、互いに処理すべき２つの画素間の時間間隔が２倍の１重フレームタイムの値をとるためである。図２には、スイッチオフされている白熱電球７ａとスイッチオンされている白熱電球７ｃにより、異なる照明状態が象徴的に描かれている。分割された白熱電球７ｂはフレームＢの記録中の照明変更を象徴している。実際にはそれらの異なる照明状態は例えば次のことにより実現される。即ち、照明源が、画像列のクロッキングと連結されている予め定められた時間にスイッチオン・オフされ、記録光学系により検出される周囲状況が時間ごとに照明されることによってである。

互いに処理すべきフレームＡとＣの間の大きな時間間隔という前記短所は、ある時間にアクティブであるセンサ要素２の部分量を数行へと減少してそれにより露光時間を最小化することにより、段階的にのみ排除され得る。その際、オーバーラップフレームＢの記録は必要不可欠ではない。しかし、計算画像Ｒのためのフレームタイムは、いまだに１重フレームタイムの２倍の値であり、互いに処理すべき２つの画素の記録の時間間隔は、完全な（１重の）フレームタイムの値である。

図１には、対応する象徴的な表現で、本発明に従う方法の有利な実施形態が描かれていて、この方法は、市販のセンサ装置を使用し、速く且つ動的なプロセスの測定観察をも可能とする。従来のローリングシャッターにおけるように、行の画素はリセット３ａ、３ｃにより活動化される。対応するセンサ要素２は、入射する光を読み出し過程５ａ、５ｃに至るまで集積する。描かれている実施形態では、ある時間にアクティブであるセンサ要素の部分量が正確に１行に減少されている。その結果として得られる短い露光時間は、例えば良好に照明可能な自動車両の内部空間内で用いられるような光度の強い適用において、短所とはならない。

白熱電球７ａと７ｃにより象徴されているように、照明源は行送りと次のように同期されている、即ち、相前後して活動化される各々２行のセンサ要素２が光を異なる照明条件下で集積するようにである。実際にこのことは、照明源、例えば、好ましくは近赤外領域で放射する発光ダイオード又はダイオードレーザが、センサ装置の垂直方向の行トリガを用いてトリガリングされることにより達成可能である。そのようなダブル（２組：２tuple）の相次いで連続する活動化インターバル内で読み出される画素は、異なる２つの部分画像ＡとＣを構成するために使用される。従って、部分画像ＡとＣは垂直方向の半分の解像度を有し、それに対し、水平方向の解像度は不変のままである。部分画像ＡとＣは異なる照明条件下の実質的に同じ場面を表す。部分画像ＡとＣは共に唯一（１重）のフレームタイム中だけに生じ、この際、ポジションに関して互いに対応する画素は１行だけの時間間隔をもって記録される。読み出された画素をセンサ面１上のそれらのポジションに従って唯一の完全画像ＡＣに組み立てると、この完全画像は、垂直方向に完全な解像度を有する従来の完全画像に対応するものと言えるが、その相次いで連続する行は、異なる照明条件下で記録されたものであり、それは図１においてフレームＡＣとして象徴的に描かれている。

既述のように、垂直方向の解像度における損失は本質的な短所ではなく、その理由は、市販のセンサ装置のセンサ要素２の数が、多くの場合の測定適用の必要条件を遥かに超過するためである。それに加え、記録光学系（撮影レンズ部分）の解像度の適切な適合は、部分画像ＡとＣの互いに対応する画素間にある１行分の空間的なずれが更なる画像処理において無視され得ることをもたらし得る。

本発明に従う方法の記録・割り当て原理の他に、図１では、記録に引き続く画像処理の３つの可能なバリエーションが例として象徴的に描かれている。最も具体的なものは、実線の経路矢印８、８’で記された処理経路である：ダブルの活動化インターバル内で読み出された行が、例えばデータ処理ユニットの異なる記憶領域内で交互に記憶されることにより、異なるフレームＡとＣを構成するために使用され、このことは経路矢印８で示唆されている。そして後続する計算ステップではフレームＡとＣが画素ごとに互いに処理され、例えば、画素ごとの減算、標準化された差形成、又は、画素値の比率の計算によってであり、この際、各々、ポジションに関して互いに対応する、フレームＡとＣの画素が、１つの画素値を導くために互いに決算され、この画素値は、ポジションを保持しながら、計算された又は結果としてのフレームＲを構成するために寄与する。

しかしながら、フレームＡとＣの構成を排除し、ダブルの活動化インターバル内で読み出された行を直接的に互いに決算し、直接的に結果フレームＲを構成することがより有利であり得て、このことは鎖線の経路矢印９で象徴されている。このバリエーションは特に簡単な計算により提供され、これらの計算ではフレームＡとＣの元々のデータへ幾度にも渡って逆アクセスする必要はない。

最後に、読み出された画素値を、部分画像ＡとＣの１つに対するそれらの割り当てを考慮せず、単純にセンサ面上のそれらの元来ポジションに従ってコンビネーションフレームＡＣとして記憶し（経路矢印１０）、それに引き続いて初めて部分画像ＡとＣへと分割する（経路矢印１０’）、又は、直接的に行ごとに互いに処理する（経路矢印１０”）ことも可能である。このバリエーションは有利であり、その理由は、このバリエーションが、市販のセンサ装置のコントロールにおける変更を要求するがそれは極めて僅かであるためである。

当然のことであるが、２ペアよりも高いｎ組として活動化と読み出しを実施することも可能である。このことは、２つよりも多くの異なる照明条件を引き入れながらより複雑な計算の可能性を開いてくれる。この際に各々活動化されている部分量は必ずしも個々の行である必要はない。同様に、列の選択、何倍もの行或いは列の選択、又は全体として別の部分量形状の選択が可能であり、この際、最後のものは、特に、直接的にコントロール可能なセンサ要素２を備えたセンサ装置において提供される。

本発明に従う方法の有利な適用は自動車両（モータビークル）の内部空間の監視である。この際、ＣＭＯＳを基礎にしたデジタルカメラが、監視すべき内部空間の位置であって記録光学系を有する位置に設置されていて、その記録光学系は、カメラのセンサ面に対して興味対象の周囲状況を結像する。興味対象の周囲状況としては、例えば、全内部空間（例えば盗難防止のため）、又は、その運動が検出されるべきである特別な基準点が考慮対象となる。赤外光源はこの周囲状況を少なくとも領域ごとに照明し、この際、この光源は時間的に例えばカメラの行送り信号を用いてトリガリングされる。自動的な決定プロセスの基礎であり得る計算画像を生成するために各々２つの又はそれよりも多くの画像を記録及び処理することは、例えば自然の日差しのような妨害量が除去されるべき場合に必要不可欠とされ得る。

当然のことであるが、本発明は図示された実施形態に制限されるわけではない。有利な他の多数のバリエーションも請求項で定義されている範囲内で想定可能である。

本発明に従う方法を具体的に説明するための原理スケッチを示す図である。 従来技術によるローリングシャッターを具体的に説明するための原理スケッチを示す図である。

符号の説明

１ センサ面
２ センサ要素
３ａ、３ｂ リセット行
４ａ 行の相前後するリセット
５ａ、５ｂ 読み出し行
６ａ リセットと読み出しとの間；露光時間
７ａ、７ｂ、７ｃ 照明源
８、８’ 処理経路
９ 処理経路
１０、１０’、１０” 処理経路
Ａ 第１フレーム（図２）
Ｂ 第２フレーム（図２）
Ｃ 第３フレーム（図２）
Ａ 部分画像（図１）
ＡＣ 完全画像／コンビネーションフレーム（図１）
Ｃ 部分画像（図１）
Ｒ 計算画像／結果フレーム
ｘ 活動化されていて入射する光を集積するセンサ要素２

Claims (12)

1. 空間解像する光電子センサ装置を稼動するための方法であって、その光電子センサ装置が、複数の感光性センサ要素から成るセンサ面を備え、更に記録光学系を備え、この記録光学系がこの記録光学系により検出される周囲状況内の空間的な光分布をセンサ面上に結像し、この際、各々の部分量のセンサ要素が、入射する光の集積のために割り当てられた活動化インターバルの各々の継続時間の間、周囲状況の対応的な部分画像を生成するために活動化され、更に照明装置を備え、この照明装置が、活動化インターバルと時間的な関連をもち、記録光学系により検出される周囲状況を、少なくとも時間及び領域ごとに、センサ要素により集積可能な波長領域の光を用いて照明する、前記方法において、
   周囲状況の計算画像（Ｒ）を生成するために、センサ面（１）が、活動化インターバルと割り当てられた部分量のセンサ要素（２）とによるｎ組のペアの連続として次のように活動化される、即ち、ｎ組内で各々のｎ部分量のセンサ要素（２）が、ｎ活動化インターバル中、照明源（７ａ、７ｃ）の対応的なコントロールにより生じる異なった周囲状況照明条件のもとで活動化され、ｎ組内で記録された部分画像がデータ処理装置内で互いに処理されるようであることを特徴とする方法。
2. ｎ組内で、空間的に隣接する部分量のセンサ要素（２）が活動化されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. ｎ組内で、空間的に隣接する部分量のセンサ要素（２）が、時間的に相次いで連続する活動化インターバル中、活動化されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
4. センサ面（１）が、行と列を成して配設されているセンサ要素（２）のマトリックスから成ることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 活動化インターバル中に活動化されるセンサ要素（２）の部分量が、センサ要素（２）のマトリックスの小整数の行又は列、又は、正に１行又は１列に対応することを特徴とする、請求項４に記載の方法。
6. ｎ組の互いの部分画像の処理が活動化に引き続いて行われることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. ｎ組の互いの部分画像の処理が次のように行われる、即ち、先ず、互いに対応する照明条件のもとで記録された、１つの枠の全てのｎ組の部分画像から、各々、周囲状況のｎ画像が生成され、これらの画像が互いに処理されるようにであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
8. ｎ組の互いの部分画像の処理が次のように行われる、即ち、先ず、１つの枠の全てのｎ組の全ての部分画像から、周囲状況のコンビネーション画像が生成され、その画素が、ｎ組に対するそれらの割り当てに対応して互いに処理されるようにであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
9. 部分画像の処理が、画素ごとの減算、標準化された差形成、及び／又は、部分画像の比率形成を含むことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. ｎ＝２であることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
11. 照明源が赤外領域内の光を放射することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
12. センサ装置がＣＭＯＳ画像センサであることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
    

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