JP2020108022A - 撮像装置、撮像システム、移動体及び撮像装置の制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本実施形態に係る撮像素子100の概略構成を表すブロック図である。撮像素子100は、画素アレイ110、垂直走査回路120、制御回路130、列増幅回路140、水平走査回路150及び出力回路160を備える。画素アレイ110は、複数の行及び複数の列をなすように配置された複数の画素111を備える。
本発明の第2実施形態を説明する。本実施形態が第1実施形態と異なる点は、短秒露光の第1画像データの取得と長秒露光の第2画像データの取得が同一フレームに行われ得る点である。第1実施形態においては、撮像素子100は、短秒露光の第1画像データと長秒露光の第2画像データを同一フレーム期間内に出力することを想定していない回路構成となっている。そのため、第1実施形態では、あるフレームで短秒露光の第1画像データを出力し、別のフレームで長秒露光の第2画像データを出力するというような方法によりフレームを分けて画像データの読み出しを行う必要がある。これに対し、本実施形態では、各画素に複数の電荷保持部を設けることにより、短秒露光の第1画像データの取得と長秒露光の第2画像データの取得を同一フレームに行うことができる。以下の説明において、第1実施形態と共通する部分については、適宜説明を省略する。
次に、上述の実施形態による撮像装置を適用した装置の例を説明する。図12は、本実施形態による撮像システム500の構成を示すブロック図である。図12に示す撮像装置10は、上述の第1又は第2実施形態で述べた撮像装置10のいずれかである。撮像装置10が適用可能な撮像システム500としては、例えば、デジタルカメラ、デジタルカムコーダー、監視カメラなどが挙げられる。図5に、上述の実施形態に記載の撮像装置10を適用したデジタルカメラの構成例を示す。
図13(a)及び図13(b)は、本実施形態による撮像システム600及び移動体の構成を示す図である。図13(a)は、車載カメラに関する撮像システム600の一例を示したものである。撮像システム600は、上述の第1又は第2実施形態のいずれかに記載の撮像装置10を有する。撮像システム600は、撮像装置10により取得された複数の画像データに対し、画像処理を行う画像処理部612と、撮像システム600により取得された複数の画像データから視差(視差画像の位相差)の算出を行う視差算出部614を有する。また、撮像システム600は、算出された視差に基づいて対象物までの距離を算出する距離計測部616と、算出された距離に基づいて衝突可能性があるか否かを判定する衝突判定部618と、を有する。ここで、視差算出部614や距離計測部616は、対象物までの距離情報を取得する距離情報取得手段の一例である。すなわち、距離情報とは、視差、デフォーカス量、対象物までの距離等に関する情報である。衝突判定部618はこれらの距離情報のいずれかを用いて、衝突可能性を判定してもよい。距離情報取得手段は、専用に設計されたハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアモジュールによって実現されてもよい。また、FPGA(Field Programmable Gate Array)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等によって実現されてもよいし、これらの組合せによって実現されてもよい。
なお、上述の実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。例えば、いずれかの実施形態の一部の構成を、他の実施形態に追加した実施形態、あるいは他の実施形態の一部の構成と置換した実施形態も本発明を適用し得る実施形態であると理解されるべきである。
202 長秒露光画像取得部
204 階調圧縮部
C1、C1A、C1B 電荷保持部
D1 光電変換部
M1 第1転送トランジスタ
M4 増幅トランジスタ
Claims (15)
- 入射光に応じた電荷を生成する光電変換部と、
前記電荷を保持する電荷保持部と、
前記光電変換部から前記電荷保持部に前記電荷を転送する電荷転送部と、
前記電荷保持部に転送された電荷に基づく信号を出力する出力部と、
第1露光時間において前記光電変換部で生じた電荷に基づく第1画像データを取得する第1取得部と、
前記電荷転送部によって前記光電変換部から前記電荷保持部に複数回にわたって転送された電荷の露光時間の合計であり、かつ前記第1露光時間よりも長い第2露光時間において前記光電変換部で生じた電荷に基づく第2画像データを取得する第2取得部と、
前記第2画像データの階調値を減少させて第3画像データを生成する圧縮部と、
を備えることを特徴とする撮像装置。 - 前記第1画像データと前記第3画像データとを合成して第4画像データを生成する画像合成部を更に備える
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記第4画像データを階調変換する階調変換部を更に備える
ことを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。 - 前記圧縮部は、前記第2画像データの階調値をビットシフトすることにより、前記第2画像データの階調値を減少させて前記第3画像データを生成する
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記第1取得部及び前記第2取得部は、前記第1画像データ及び前記第2画像データをそれぞれ所定のフレーム期間ごとに取得することが可能であり、
前記第1画像データ及び前記第2画像データは同一のフレーム期間に取得される
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記第2画像データの生成において、前記光電変換部から前記電荷保持部に電荷が転送される回数は撮像環境の環境光に関する環境光情報に応じて定められる
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記第3画像データの生成において、前記圧縮部で行う階調値の減少割合は、前記環境光情報に応じて定められる
ことを特徴とする請求項6に記載の撮像装置。 - 前記第2画像データの生成において、前記光電変換部から前記電荷保持部に電荷が転送される周期は、前記撮像環境における光源の点滅周期の1/2以下である
ことを特徴とする請求項6又は7に記載の撮像装置。 - 前記第2画像データの生成において、前記光電変換部から前記電荷保持部に複数回にわたって電荷が転送される期間の長さは、前記撮像環境における光源の点滅周期より長い
ことを特徴とする請求項6乃至8のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記第2画像データの生成において、前記光電変換部から前記電荷保持部に複数回にわたって電荷が転送される期間の長さは、前記撮像環境における光源の点滅周期の自然数倍である
ことを特徴とする請求項6乃至9のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 複数の行及び複数の列をなして配された複数の画素を更に備え、
前記光電変換部と、前記電荷保持部と、前記電荷転送部とは、前記複数の画像の各々に含まれており、
前記複数の画素において、前記光電変換部から前記電荷保持部への電荷の転送は同時に行われる
ことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記第1露光時間は、前記光電変換部から前記電荷保持部に複数回にわたって転送された電荷の露光時間の合計である
ことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 請求項1乃至12のいずれか1項に記載の撮像装置と、
前記撮像装置から出力される信号を処理する信号処理部と、
を備えることを特徴とする撮像システム。 - 移動体であって、
請求項1乃至12のいずれか1項に記載の撮像装置と、
前記撮像装置からの信号に基づく視差画像から、対象物までの距離情報を取得する距離情報取得手段と、
前記距離情報に基づいて前記移動体を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする移動体。 - 入射光に応じた電荷を生成する光電変換部と、
前記電荷を保持する電荷保持部と、
前記光電変換部から前記電荷保持部に前記電荷を転送する電荷転送部と、
前記電荷保持部に転送された電荷に基づく信号を出力する出力部と、
を備える撮像装置の制御方法であって、
第1露光時間において前記光電変換部で生じた電荷に基づく第1画像データを取得するステップと、
前記電荷転送部によって前記光電変換部から前記電荷保持部に複数回にわたって転送された電荷の露光時間の合計であり、かつ前記第1露光時間よりも長い第2露光時間において前記光電変換部で生じた電荷に基づく第2画像データを取得するステップと、
前記第2画像データの階調値を減少させて第3画像データを生成するステップと、
を備えることを特徴とする撮像装置の制御方法。
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