JP2008008700A - 距離画像センサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】可視光および赤外光の撮像が可能な単板構成の固体撮像装置により、1フレーム走査期間ごとに可視光および赤外光の撮像を行いながら、撮影対象空間へのIRパルスの照射を1フレーム走査期間おきに行う。可視光画像を1フレーム走査期間ごとに生成するとともに、IRパルスの照射時の撮像によって得られたIR画素信号(S1IR)からIRパルスの非照射時の撮像によって得られたIR画素信号(S2IR)を減算することによって、外光中の赤外成分による影響を排除した距離画像を1フレーム走査期間おきに生成する。
【選択図】図8
Description
3 制御部(発光制御手段)
4 IR発光部(赤外発光手段)
6 固体撮像装置(撮像手段)
7 タイミングジェネレータ(撮像制御手段)
8 A/D変換器
9 記録先切替部
10a 第1フレームメモリ
10b 第2フレームメモリ
11 信号処理部(信号処理手段)
20a B受光部(第1受光部)
20b G受光部(第1受光部)
20c R受光部(第1受光部)
20d IR受光部(第2受光部)
21a〜21d 読み出しゲート
22 垂直CCD(垂直転送部)
23 水平CCD(水平転送部)
24 出力アンプ(信号出力部)
25 掃き捨てゲート
26 ドレイン領域
27a〜27d 垂直転送電極
30 n型半導体基板(一導電型半導体基板)
31 pウェル層(反対導電型ウェル層)
31a〜31d 薄部
32 B信号電荷蓄積部
32a,42a,43a,44a pn接合部
35 転送チャネル
40a Bフィルタ
40b IRカットフィルタ
40c Gフィルタ
40d Rフィルタ
40e 赤外光透過・可視光カットフィルタ
40f 透明膜
42 G信号電荷蓄積部
43 R信号電荷蓄積部
44 IR信号電荷蓄積部
Claims (7)
- 赤外のパルス光を撮影対象空間に照射する赤外発光手段と、
可視光を受光する複数の第1受光部および赤外光を受光する複数の第2受光部により、前記撮影対象空間からの可視光および赤外光を受光して光電変換を行い、前記第1受光部に蓄積される信号電荷の電荷量に応じた第1画素信号と、前記第2受光部に蓄積される信号電荷の電荷量に応じた第2画素信号とを出力する撮像手段と、
前記撮像手段を駆動し、1フレーム分の第1および第2画素信号を1フレーム走査期間ごとに周期的に出力させるとともに、所定の距離位置から反射される前記パルス光を受光するように、前記第2受光部の受光期間を、前記赤外発光手段による前記パルス光の照射時から所定時間遅延させて設定する撮像制御手段と、
前記赤外発光手段の発光タイミングを制御し、1フレーム走査期間おきに前記パルス光の照射を行わせる発光制御手段と、
前記パルス光の照射時の撮像によって得られた1フレーム分の第1および第2画素信号を格納する第1フレームメモリと、
前記パルス光の非照射時の撮像によって得られた1フレーム分の第1および第2画素信号を格納する第2フレームメモリと、
前記第1フレームメモリに格納された第1画素信号に基づいて第1可視光画像を生成し、前記第2フレームメモリに格納された第1画素信号に基づいて第2可視光画像を生成し、前記第1フレームメモリに格納された第2画素信号から前記第2フレームメモリに格納された第2画素信号を減算することにより距離画像を生成する信号処理手段と、
を備えたことを特徴とする距離画像センサ。 - 前記信号処理手段によって生成された第1および第2可視光画像と距離画像とを格納する画像メモリを備えたことを特徴とする請求項1記載の距離画像センサ。
- 前記撮像手段は、一導電型半導体基板の表層に形成された反対導電型ウェル層中に各部が形成された固体撮像装置であって、
前記第1および第2受光部と、
前記第1および第2受光部の信号電荷を前記一導電型半導体基板に掃き捨てる縦型オーバーフロードレインと、
前記第2受光部の信号電荷を、掃き捨てゲートを介して前記反対導電型ウェル層に形成された一導電型のドレイン領域に掃き捨てる横型オーバーフロードレインと、
前記第1および第2受光部から信号電荷を読み出す読み出しゲートと、
前記読み出しゲートによって読み出された信号電荷を垂直転送する垂直転送部と、
前記垂直転送部から各信号電荷を受け取り、水平転送を行う水平転送部と、
前記水平転送部によって水平転送された各信号電荷を電荷量に応じた画素信号に変換して出力を行う信号出力部と、から構成されており、
前記撮像制御手段は、前記縦型オーバーフロードレインによる前記第1および第2受光部からの信号電荷の掃き捨て、前記横型オーバーフロードレインによる前記第2受光部からの信号電荷の掃き捨て、前記読み出しゲートによる前記第1および第2受光部からの信号電荷の読み出しの順に前記撮像手段を駆動することにより、可視光の受光期間と赤外光の受光期間とを異ならせて個別に設定することを特徴とする請求項1または2記載の距離画像センサ。 - 前記第1受光部は、可視光の3原色のうち青色光を受光する青色受光部と、前記3原色のうち緑色光を受光する緑色受光部と、前記3原色のうち赤色光を受光する赤色受光部とからなることを特徴とする請求項1ないし3いずれか記載の距離画像センサ。
- 前記掃き捨てゲートおよび前記読み出しゲートは、垂直転送部の転送電極によって制御されることを特徴とする請求項2ないし4いずれか記載の距離画像センサ。
- 前記第1および第2受光部は、前記垂直転送部に沿う垂直方向、および前記水平転送部に沿う水平方向に沿って、2次元状に平面配列されていることを特徴とする請求項2ないし5いずれか記載の距離画像センサ。
- 前記ドレイン領域は、前記第1および第2受光部の1垂直列を間に挟んで、前記垂直転送部と対向するように配置されていることを特徴とする請求項2ないし6いずれか記載の距離画像センサ。
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