JP2022141316A - 撮像装置および撮像システム - Google Patents

Abstract

【課題】被写体までの距離に起因する解像度の差異を低減することが可能な撮像装置を提供する。【解決手段】本開示の一実施形態に係る撮像装置は、被写体で反射した反射光を光電変換する撮像部と、撮像部よりも被写体側に配置され、被写体までの距離に応じて反射光の透過光量を示す絞り値が可変の液晶光学絞りと、を備える。【選択図】図１

Description

本開示は、撮像装置および撮像システムに関する。

ＴｏＦ(Time of Flight）法を用いて測距画像を撮影するカメラ機器では、通常、被写体までの距離に関わらず焦点が固定されている。そのため、被写体までの距離によっては、コントラスト信号の測定に必要な光量を確保できない場合がある。この場合、被写体までの距離に起因して測距画像の解像度に差異が発生し得る。

特開２００７－８６２２１号公報

本開示は、被写体までの距離に起因する解像度の差異を低減することが可能な撮像装置および撮像システムを提供する。

本開示の一実施形態に係る撮像装置は、被写体で反射した反射光を光電変換する撮像部と、撮像部よりも被写体側に配置され、被写体までの距離に応じて反射光の透過光量を示す絞り値が可変の液晶光学絞りと、を備える。

前記撮像装置は、前記被写体に向けて赤外線光を照射する発光光学系をさらに備えていてもよい。

前記撮像装置において、前記絞り値は、前記撮像部の光電変換に基づいて生成される測距画像のコントラスト値に基づいて可変であってもよい。

前記撮像装置において、前記赤外線光の光量が、前記液晶光学絞りに入射される前記反射光の光量に応じて可変であってもよい。

前記撮像装置において、前記撮像部の露光時間が、前記撮像部で受光される前記反射光の光量に応じて可変であってもよい。

前記撮像装置において、前記絞り値は、前記撮像装置の外部で事前に計測された前記距離に基づいて可変であってもよい。

前記撮像装置において、前記絞り値は、前記距離ごとに最適化されたデータに基づいて可変であってもよい。

前記撮像装置は、前記データを格納する記憶部をさらに備えていてもよい。

前記撮像装置において、前記液晶光学絞りは、前記絞り値に応じて透光領域および遮光領域が変化してもよい。

前記撮像装置において、前記液晶光学絞りが円形であり、前記透光領域および遮光領域が前記絞り値に応じて同心円状に変化してもよい。

前記撮像装置において、前記液晶光学絞りが円形であり、前記透光領域および遮光領域が前記絞り値に応じて扇形状に変化してもよい。

前記撮像装置において、前記液晶光学絞りが矩形であり、前記透光領域および遮光領域が前記絞り値に応じて辺方向に変化してもよい。

本開示の一実施形態に係る撮像システムは、被写体で反射した反射光を光電変換する撮像部と、撮像部よりも被写体側に配置され、前記被写体までの距離に応じて反射光の透過光量を示す絞り値が可変の液晶光学絞りと、撮像部の光電変換から生成された信号を処理する画像信号処理部と、画像信号処理部の処理結果に基づいて絞り値を調整する制御部と、を備える。

前記撮像システムは、前記制御部の接続先を、前記画像信号処理部と、事前に前記距離で前記被写体を撮影する外部機器との間で切り替えるスイッチをさらに備えていてもよい。

前記撮像システムにおいて、前記絞り値は、前記距離ごとに最適化されたデータに基づいて可変であってもよい。

前記撮像システムにおいて、前記液晶光学絞りは、前記絞り値に応じて透光領域および遮光領域が変化してもよい。

前記撮像システムにおいて、前記液晶光学絞りが円形であり、前記透光領域および遮光領域が前記絞り値に応じて同心円状に変化してもよい。

前記撮像システムにおいて、前記液晶光学絞りが円形であり、前記透光領域および遮光領域が前記絞り値に応じて扇形状に変化してもよい。

前記撮像システムにおいて、前記液晶光学絞りが矩形であり、前記透光領域および遮光領域が前記絞り値に応じて辺方向に変化してもよい。

第１実施形態に係る撮像装置の構成を示す図である。 発光光学系の回路構成の一例を示す図である。 発光光学系の回路構成の別の一例を示す図である。 発光光学系の回路構成のさらに別の一例を示す図である。 レンズ光学系の概略的な構造を示す断面図である。 撮像回路の回路構成の一例を示す図である。 撮像回路のレイアウトの一例を示す模式図である。 撮像回路の別の一例を示すブロック図である。 画素エリアに配列された画素の回路図である。 液晶光学絞りの構成の一例を示す図である。 液晶光学絞りの絞りパターンが変化しなかったときの、光学特性グラフを示す図である。 液晶光学絞りの絞りパターンが変化したときの、光学特性グラフを示す図である。 液晶光学絞りの絞りパターンの別の例を示す図である。 液晶光学絞りの絞りパターンのさらに別の例を示す図である。 液晶光学絞りの絞り値Ｆを調整する動作の手順を示すフローチャートである。 液晶光学絞りの絞り値Ｆを調整する動作の別の手順を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る撮像システムの構成例を示すブロック図である。 車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。 車外情報検出部および撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る撮像システムの構成例を示すブロック図である。図１に示す撮像システム１は、例えば、ＴｏＦ(Time of Flight）法を用いて測距画像を撮影するカメラ機器であり、撮像装置１００および情報処理装置２００を備える。

撮像装置１００は、発光光学系１１０と、撮像部１２０と、液晶光学絞り１３０と、記憶部１４０と、を有する。撮像部１２０は、レンズ光学系１２１および撮像回路１２２を有する。撮像装置１００では、発光光学系１１０が被写体３００に向けて発光光３０１を照射する。発光光３０１は、被写体３００で反射する。被写体３００で反射した反射光３０２は、液晶光学絞り１３０を透過して撮像部１２０に入射する。撮像部１２０では、撮像回路１２２が、反射光３０２を光電変換して画素信号４００を生成する。画素信号４００は、情報処理装置２００に入力される。

情報処理装置２００は、画像信号処理部２０１および制御部２０２を有する。画像信号処理部２０１は、画素信号４００を処理して測距画像を生成する。測距画像には、撮像装置１００から被写体３００までの距離ＯＤ（Object Distance）の情報が含まれている。制御部２０２は、画像信号処理部２０１から出力された画像信号４０１に基づいて、撮像装置１００を制御する。画像信号４０１には、例えば、距離ＯＤや、背景に対する被写体３００のコントラスト値等の測距画像に関する情報が含まれている。

以下、撮像装置１００の構成について詳しく説明する。

図２は、発光光学系１１０の回路構成の一例を示す図である。図２に示す発光光学系１１０は、発光部１１１と、駆動部１１２と、電源部１１３と、温度検出部１１４と、を有する。発光部１１１、駆動部１１２、および電源部１１３は、共通の基板（不図示）上に形成されている。温度検出部１１４は、この基板の温度を検出し、検出値を制御部２０２へ出力する。

発光部１１１は、互いに並列に接続された複数の発光素子１１１ａを有する。各発光素子１１１ａは、赤外線レーザダイオードである。なお、図２には、４つの発光素子１１１ａが示されているが、発光素子１１１ａの数は、少なくとも２つ以上であればよい。

電源部１１３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１３ａを有する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１３ａは、直流電圧である入力電圧Ｖｉｎに基づいて、駆動部１１２が発光部１１１の駆動に用いる駆動電圧Ｖｄ（直流電圧）を生成する。

駆動部１１２は、駆動回路１１２ａおよび駆動制御部１１２ｂを有する。駆動回路１１２ａは、複数のスイッチング素子Ｑ１、スイッチング素子Ｑ２、複数のスイッチＳＷ、および定電流源１１２ｃを有する。スイッチング素子Ｑ１およびスイッチＳＷの数は、発光素子１１１ａと同数である。スイッチング素子Ｑ１およびスイッチング素子Ｑ２には、例えばＰチャンネル型のＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）を適用することができる。

各スイッチング素子Ｑ１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１３ａの出力ライン、すなわち駆動電圧Ｖｄの供給ラインに対して並列接続される。一方、スイッチング素子Ｑ２は、スイッチング素子Ｑ１に対して並列接続される。各スイッチング素子Ｑ１およびスイッチング素子Ｑ２では、ソースがＤＣ／ＤＣコンバータ１１３ａの出力ラインに接続される。ドレインは、複数の発光素子１１１ａの中で対応する発光素子１１１ａのアノードと接続される。各発光素子１１１ａのカソードは、接地される。

スイッチング素子Ｑ２では、ドレインが定電流源１１２ｃを介して接地され、ゲートがドレインおよび定電流源１１２ｃに接続される。各スイッチング素子Ｑ１のゲートは、それぞれ対応する一つのスイッチＳＷを介してスイッチング素子Ｑ２のゲートに接続される。

駆動回路１１２ａでは、スイッチＳＷがオンすると、そのスイッチＳＷに接続されたスイッチング素子Ｑ１がオンする。これにより、オンしたスイッチング素子Ｑ１に接続された発光素子１１１ａに駆動電圧Ｖｄが印加されて、その発光素子１１１ａが発光する。その結果、発光光３０１が被写体３００に向けて照射される。

駆動回路１１２ａでは、スイッチング素子Ｑ１およびスイッチング素子Ｑ２がカレントミラー回路を構成している。そのため、駆動電流Ｉｄの電流値は、定電流源１１２ｃの電流値に対応する。この駆動電流Ｉｄの電流値が大きくなるにつれて、発光光３０１の光量も大きくなる。

駆動制御部１１２ｂは、スイッチＳＷのオンおよびオフを制御することによって、発光素子１１１ａの点灯および消灯を制御する。駆動制御部１１２ｂは、制御部２０２からの指示に基づいて、発光素子１１１ａの点灯および消灯を制御するタイミングや、駆動電流Ｉｄの電流値等を決定する。例えば、駆動制御部１１２ｂは、発光パラメータとしてこれらの指定値を含む発光制御信号４０２を制御部２０２から受信すると、発光制御信号４０２に応じて発光素子１１１ａの駆動を制御する。

また、駆動制御部１１２ｂには、撮像回路１２２から発光制御信号４０３が入力される。駆動制御部１１２ｂは、発光制御信号４０３に基づいて、発光素子１１１ａの点灯および消灯のタイミングを撮像回路１２２のフレーム周期に同期させる。なお、駆動制御部１１２ｂが、フレーム同期信号や露光タイミングを示す信号を撮像回路１２２に送信する場合もある。さらに、制御部２０２がフレーム同期および露光のタイミングを示す信号を駆動制御部１１２ｂおよび撮像回路１２２に送信する場合もある。

図３は、発光光学系１１０の回路構成の別の一例を示す図である。図２に示す構成要素と同様の構成要素には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。図２は、スイッチング素子Ｑ１が発光素子１１１ａのアノードに接続される回路構成を例示している。一方、図３に示す回路では、スイッチング素子Ｑ１が発光素子１１１ａのカソードに接続される。この場合、各発光素子１１１ａでは、アノードがＤＣ／ＤＣコンバータ１１３ａの出力ラインに接続される。また、カレントミラー回路を構成するスイッチング素子Ｑ１およびスイッチング素子Ｑ２には、Ｎチャンネル型のＭＯＳＦＥＴが用いられる。スイッチング素子Ｑ２では、ドレインおよびゲートが定電流源１１２ｃを介してＤＣ／ＤＣコンバータ１１３ａの出力ラインに接続され、ソースは定電流源１１２ｃを介して接地される。各スイッチング素子Ｑ１では、ドレインが対応する発光素子１１１ａのカソードに接続され、ソースが接地される。各スイッチング素子Ｑ１のゲートは、それぞれ対応するスイッチＳＷを介してスイッチング素子Ｑ２のゲートとドレインに接続される。

発光光学系１１０が図３に示す回路構成である場合も、駆動制御部１１２ｂがスイッチＳＷのオンおよびオフを制御する。これにより、発光素子１１１ａを点灯および消灯させることができる。

図４は、発光光学系１１０の回路構成のさらに別の一例を示す図である。図４に示す発光光学系１１０では、電源部１１３は、２つのＤＣ／ＤＣコンバータ１１３ａを有する。一方のＤＣ／ＤＣコンバータ１１３ａには、入力電圧Ｖｉｎ１が供給される。他方のＤＣ／ＤＣコンバータ１１３ａには、入力電圧Ｖｉｎ２が供給される。

また、この発光光学系１１０では、駆動部１１２は、２つの駆動回路１１２ａを有する。各駆動回路１１２ａには、それぞれ異なるＤＣ／ＤＣコンバータ１１３ａから駆動電圧Ｖｄが入力される。さらに、各駆動回路１１２ａには、定電流源１１２ｃに代えて可変電流源１１２ｄが設けられている。可変電流源１１２ｄは、電流値が可変の電流源である。この発光光学系１１０の場合、複数の発光素子１１１ａは、制御される駆動回路１１２ａが異なる複数の発光素子群に分けられる。この場合、駆動制御部１１２ｂは、各駆動回路１１２ａにおけるスイッチＳＷのオンおよびオフを制御する。

図４に示すように、少なくともＤＣ／ＤＣコンバータ１１３ａと駆動回路１１２ａとの組み合わせを複数の系統に分けた構成とすることで、系統ごとに発光素子１１１ａの駆動電流Ｉｄを異なる値とすることができる。例えば、系統ごとに駆動電圧Ｖｄの電圧値、および可変電流源１１２ｄの電流値を異ならせることで、系統ごとに駆動電流Ｉｄの値を異ならせることができる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１３ａが駆動電流Ｉｄについて定電流制御を行う構成であれば、各ＤＣ／ＤＣコンバータ１１３ａ間でそれぞれ定電流制御の目標値を異ならせることで、系統ごとに駆動電流Ｉｄの値を異ならせることもできる。

発光光学系１１０が、図４に示す回路構成である場合には、発光部１１１における発光強度分布や温度分布等に応じて系統ごとに駆動電圧Ｖｄや駆動電流Ｉｄの値を異ならせることが考えられる。例えば、発光部１１１における温度が高い箇所に対応した系統について駆動電流Ｉｄを増やし且つ駆動電圧Ｖｄを上げる等が考えられる。

図５は、レンズ光学系１２１の概略的な構造を示す断面図である。レンズ光学系１２１は、レンズ１２１ａおよび鏡筒部１２１ｂを有する。レンズ１２１ａは、液晶光学絞り１３０と撮像回路１２２との間に位置するように、鏡筒部１２１ｂ内に収容される。レンズ１２１ａは、液晶光学絞り１３０を透過した反射した反射光３０２を撮像回路１２２に結像させる。なお、レンズ１２１ａの構成は任意であり、例えば、複数のレンズ群によりレンズ１２１ａを構成することも可能である。

図６は、撮像回路１２２の回路構成の一例を示す図である。図６に示す撮像回路１２２は、フォトダイオード１２２０と、トランジスタ１２２１～１２２３と、インバータ１２２４と、スイッチ１２２５と、ＡＮＤ回路１２２６と、を含む。

フォトダイオード１２２０は、反射光３０２として入射されたフォトン（光子）を光電変換により電気信号に変換し、フォトンの入射に応じたパルスを出力する。フォトダイオード１２２０は、ＳＰＡＤ(Single Photon Avalanche Diode)等のアバランシェフォトダイオードで構成される。ＳＰＡＤは、カソードにアバランシェ増倍が発生する大きな負電圧を加えておくと、１フォトンの入射に応じて発生した電子がアバランシェ増倍を生じ、大電流が流れる特性を有する。ＳＰＡＤのこの特性を利用することで、１フォトンの入射を高感度で検知することができる。

フォトダイオード１２２０では、カソードが端子部１２２７に接続され、アノードが電圧（－Ｖｂｄ）の電圧源に接続される。電圧（－Ｖｂｄ）は、ＳＰＡＤに対してアバランシェ増倍を発生させるための大きな負電圧である。端子部１２２７は、信号Ｖ_５０３に応じてオンおよびオフが制御されるスイッチ１２２５の一端に接続される。スイッチ１２２５の他端は、トランジスタ１２２１のドレインに接続される。トランジスタ１２２１は、ＰチャネルのＭＯＳＦＥＴで構成される。トランジスタ１２２１のソースは、電源電圧Ｖｄｄに接続される。また、トランジスタ１２２１のゲートに、基準電圧Ｖｒｅｆが供給される端子部１２２８が接続される。

トランジスタ１２２１は、電源電圧Ｖｄｄおよび基準電圧Ｖｒｅｆに応じた電流をドレインから出力する電流源である。このような構成により、フォトダイオード１２２０には、逆バイアスが印加される。スイッチ１２２５がオン状態でフォトダイオード１２２０にフォトンが入射されると、アバランシェ増倍が開始され、フォトダイオード１２２０のカソードからアノードに向けて電流が流れる。

トランジスタ１２２１のドレイン（スイッチ１２２５の一端）とフォトダイオード１２２０のカソードとの接続点から取り出された信号が、インバータ１２２４に入力される。インバータ１２２４は、入力信号に対して例えばしきい値判定を行う。入力信号がしきい値を正方向または負方向に超える毎に、インバータ１２２４は、パルス状の信号Ｖｐｌｓを出力する。

インバータ１２２４から出力された信号Ｖｐｌｓは、ＡＮＤ回路１２２６の第１入力端子に入力される。ＡＮＤ回路１２２６の第２入力端子には、信号Ｖ_５００が入力される。ＡＮＤ回路１２２６は、信号Ｖｐｌｓと信号Ｖ_５００とが共にハイレベルの場合に、画素信号４００を、端子部１２２９を介して撮像回路１２２から出力する。

撮像回路１２２では、端子部１２２７は、トランジスタ１２２２およびトランジスタ１２２３の各々のドレインに接続される。トランジスタ１２２２およびトランジスタ１２２３は、ＮチャネルのＭＯＳＦＥＴで構成される。各トランジスタのソースは、例えば接地される。トランジスタ１２２２のゲートは、信号Ｖ_５０１が入力される。また、トランジスタ１２２３のゲートは、信号Ｖ_５０２が入力される。トランジスタ１２２２およびトランジスタ１２２３の少なくとも一方がオフ状態の場合、フォトダイオード１２２０のカソード電位が強制的に接地電位とされ、信号Ｖｐｌｓがローレベルに固定される。

本実施形態では、複数のフォトダイオード１２２０が２次元状に配置される。上述した信号Ｖ_５０１および信号Ｖ_５０２は、それぞれ、各フォトダイオード１２２０の垂直方向および水平方向の制御信号として用いられる。これにより、各フォトダイオード１２２０のオン状態およびオフ状態を個別に制御可能となる。各フォトダイオード１２２０のオン状態は、信号Ｖｐｌｓを出力可能な状態であり、各フォトダイオード１２２０のオフ状態は、信号Ｖｐｌｓを出力不可の状態である。

例えば、フォトダイオード１２２０の行列において、連続するｑ列に対して、トランジスタ１２２３をオンさせる信号Ｖ_５０２が入力されるとともに、連続するｐ行に対して、トランジスタ１２２２をオンさせる信号Ｖ_５０１が入力されるとする。これにより、ｐ行×ｑ列のブロック状に、各フォトダイオード１２２０の出力を有効にできる。また、画素信号４００は、ＡＮＤ回路１２２６において信号Ｖｐｌｓと信号Ｖ_５００との論理積により撮像回路１２２から出力される。そのため、例えば信号Ｖ_５０１および信号Ｖ_５０２により有効とされた各フォトダイオード１２２０の出力に対して、より詳細に有効／無効を制御可能である。

さらに、例えば出力が無効とされるフォトダイオード１２２０が含まれる撮像回路１２２に対して、スイッチ１２２５をオフさせる信号Ｖ_５０３を供給することで、当該フォトダイオード１２２０に対する電源電圧Ｖｄｄの供給を停止させ、当該撮像回路１２２をオフ状態とすることができる。これにより、消費電力を削減することが可能である。

上述した信号Ｖ_５００～信号Ｖ_５０３は、例えば、制御部２０２が有するレジスタなどに記憶されるパラメータに基づいて、制御部２０２により生成される。パラメータは、当該レジスタに予め記憶させておいてもよいし、外部入力に従い当該レジスタに記憶させてもよい。制御部２０２により生成された信号Ｖ_５００～信号Ｖ_５０３は、フォトダイオード１２２０の露光時間を制御するための露光制御信号４０４（図１参照）として各撮像回路１２２に入力される。

なお、上述した、信号Ｖ_５０１～信号Ｖ_５０３による制御は、アナログ電圧による制御となる。一方、ＡＮＤ回路１２２６を用いた信号Ｖ_５００による制御は、ロジック電圧による制御となる。そのため、信号Ｖ_５００による制御は、信号Ｖ_５０１～信号Ｖ_５０３による制御と比較して低電圧にて可能であり、取り扱いが容易である。

図７は、撮像回路１２２のレイアウトの一例を示す模式図である。撮像回路１２２は、受光チップ１２３０およびロジックチップ１２４０に分散して配置される。受光チップ１２３０およびロジックチップ１２４０は、それぞれ半導体チップであり、互いに積層される。

受光チップ１２３０の画素アレイ部１２３１には、フォトダイオード１２２０が２次元状に配列される。また、撮像回路１２２において、トランジスタ１２２１、１１０２および１１０３、スイッチ１２２５、インバータ１２２４、ならびに、ＡＮＤ回路１２２６は、ロジックチップ１２４０上に形成される。フォトダイオード１２２０のカソードは、例えばＣＣＣ(Copper-Copper Connection)などによる端子部１２２７を介して、受光チップ１２３０とロジックチップ１２４０との間で接続される。

ロジックチップ１２４０は、フォトダイオード１２２０によって取得された信号を処理する信号処理部を含むロジックアレイ部１２４１が設けられる。ロジックチップ１２４０に対して、さらに、ロジックアレイ部１２４１と近接して、フォトダイオード１２２０によって取得された信号の処理を行う信号処理回路部１２４２と、撮像装置１００としての動作を制御する素子制御部１２４３と、を設けることができる。

なお、受光チップ１２３０およびロジックチップ１２４０上の構成は、この例に限定されない。また、素子制御部１２４３は、ロジックアレイ部１２４１の制御以外にも、例えばフォトダイオード１２２０の近傍に、他の駆動や制御の目的で配置することができる。素子制御部１２４３は、図７に示した配置以外にも、受光チップ１２３０およびロジックチップ１２４０の任意の領域に、任意の機能を有するように設けることができる。

図８は、撮像回路１２２の別の一例を示すブロック図である。図８に示す撮像回路１２２は、Indirect-Time of Flightセンサの一例である。撮像回路１２２は、センサチップ１２５０およびセンサチップ１２５０に積層された回路チップ１２６０に分散して配置される。

センサチップ１２５０は、画素エリア１２５１を有する。画素エリア１２５１は、センサチップ１２５０上に二次元に配置された複数の画素を含んでいる。各画素は、反射光３０２を受光して、画素信号に光電変換可能な構成を有する。画素エリア１２５１は、行列上に配置されていてもよく、また、複数の列信号線を含んでも良い。それぞれの列信号線はそれぞれの画素に接続されている。

画素エリア１２５１は、二次元状のグリッドパターンで複数の画素が配置されており、それぞれの画素は赤外光を受光し、画素信号に光電変換可能な構成となっている。

回路チップ１２６０には、垂直駆動回路１２６１、カラム信号処理部１２６２、タイミング制御回路１２６３および出力回路１２６４が配置される。

垂直駆動回路１２６１は画素を駆動し、カラム信号処理部１２６２に画素信号を出力するように構成されている。カラム信号処理部１２６２は前記画素信号に対して、アナログ―デジタル（ＡＤ）変換処理を実施し、ＡＤ変換処理した画素信号を出力回路１２６４に出力する。出力回路１２６４はＣＤＳ（Correlated Double Sampling）処理などをカラム信号処理部１２６２からの信号に対して実行し、後段の情報処理装置２００の画像信号処理部２０１に処理した信号を出力する。

タイミング制御回路１２６３は、垂直駆動回路１２６１の駆動タイミングを制御するように構成されている。カラム信号処理部１２６２および出力回路１２６４は、垂直同期信号と同期している。

図９は、画素エリア１２５１に配列された画素１２７０の回路図である。この画素１２７０は、フォトダイオード１２７１と、２つの転送トランジスタ１２７２、１２７３と、２つのリセットトランジスタ１２７４、１２７５と、２つの浮遊拡散層１２７６、１２７７と、２つの増幅トランジスタ１２７８、１２７９と、２つの選択トランジスタ１２８０、１２８１と、を有する。

フォトダイオード１２７１は、反射光３０２を光電変換して電荷を生成する。フォトダイオード１２７１は、センサチップ１２５０において回路を配置する面を表面として、表面に対する裏面に配置される。このような撮像素子は、裏面照射型の撮像素子と呼ばれる。なお、裏面照射型の代わりに、表面にフォトダイオード１２７１を配置する表面照射型の構成を用いることもできる。

転送トランジスタ１２７２、１２７３は、垂直駆動回路１２６１からの転送信号ＴＲＧに従ってフォトダイオード１２７１から浮遊拡散層１２７６および浮遊拡散層１２７７にそれぞれシーケンシャルに電荷を転送する。各浮遊拡散層は、転送された電荷を蓄積して、蓄積した電荷の量に応じた電圧を生成する。

リセットトランジスタ１２７４、１２７５は、垂直駆動回路１２６１からのリセット信号ＲＳＴに従ってから浮遊拡散層１２７７および浮遊拡散層１２７６のそれぞれから電荷を引き抜いて、電荷量を初期化する。増幅トランジスタ１２７８、１２７９は、浮遊拡散層１２７６および浮遊拡散層１２７７の電圧をそれぞれ増幅する。選択トランジスタ１２８０、１２８１は、垂直駆動回路１２６１からの選択信号ＳＥＬに従って、増幅された電圧の信号を画素信号として２つの垂直信号線（例えば、ＶＳＬ１、ＶＳＬ２）を介してカラム信号処理部１２６２へ出力する。ＶＳＬ１およびＶＳＬ２は、カラム信号処理部１２６２内に設けられたＡＤ変換器（不図示）の入力に接続される。

なお、画素１２７０の回路構成は、光電変換により画素信号を生成することができるものであれば、図９に例示した構成に限定されない。

図１０は、液晶光学絞り１３０の構成の一例を示す図である。図１０に示す液晶光学絞り１３０は、円形の液晶パネル１３１および液晶ドライバ１３２を有する。この液晶パネル１３１は、複数の同心円状の領域に分割される。液晶ドライバ１３２は、情報処理装置２００の制御部２０２からの絞り制御信号４０５に従って、液晶パネル１３１の各領域を独立して制御する。

図１１は、図１０に示す液晶光学絞り１３０の絞りパターンが変化しなかったときの、撮像装置１００の光学特性グラフを示す図である。図１１に示す光学特性グラフでは、横軸は、レンズ１２１ａのフォーカスシフトを示し、縦軸は、撮像装置１００の解像度を示す。この解像度は、撮像装置１００の測距画像のコントラスト値に相関する光学特性であり、例えば、画像信号処理部２０１が、撮像回路１２２で生成された信号４０に基づく光量の分布をフーリエ変換することによって算出することができる。

図１１では、距離ＯＤに関わらず液晶パネル１３１の全領域が透光領域１３１ａに設定される。この場合、光学特性グラフを参照すると、撮像装置１００から被写体３００までの距離ＯＤが短くなるにつれて、解像範囲（フォーカスシフトの幅）が狭くなるとともに、解像度が低くなる。

図１２は、図１０に示す液晶光学絞り１３０の絞りパターンが変化したときの撮像装置１００の光学特性グラフを示す図である。

図１２に示す液晶パネル１３１では、反射光３０２を透過する透光領域１３１ａおよび反射光３０２を遮光する遮光領域１３１ｂは、距離ＯＤに応じて同心円状に変化する。この液晶パネル１３１では、制御部２０２が、距離ＯＤが短くなるにつれて絞り値Ｆを大きく設定する。絞り値Ｆが大きくなるにつれて、液晶パネル１３１における反射光３０２の透過光量が小さくなる。そのため、距離ＯＤが短くなるにつれて、遮光領域１３１ｂが径方向の外側から内側に向かって段階的に増加する一方で透光領域１３１ａは減少する。

上記のように透光領域１３１ａおよび遮光領域１３１ｂが距離ＯＤに応じて変化する場合、図１１に示す光学特性グラフと比較すると、距離ＯＤが中距離（３３０ｍｍ）のときには解像範囲が広がり、また、距離ＯＤが短距離（１００ｍｍ）のときには解像度が高くなる。なお、液晶光学絞り１３０の絞りパターンは、図１２に示す同心円パターンに限定されない。

図１３は、液晶光学絞り１３０の絞りパターンの別の例を示す図である。図１３では、円形の液晶パネル１３１が、複数の扇状形の領域に等分割されている。各領域は、液晶ドライバ１３２によって、独立して透光領域１３１ａまたは遮光領域１３１ｂに設定される。この液晶パネル１３１でも、制御部２０２が、距離ＯＤが短くなるにつれて絞り値Ｆを大きく設定する。その結果、距離ＯＤが短くなるにつれて、遮光領域１３１ｂが周方向に段階的に増加する一方で透光領域１３１ａは減少する。

図１４は、液晶光学絞り１３０の絞りパターンのさらに別の例を示す図である。図１４では、矩形の液晶パネル１３１が、複数の縞状の領域に分割されている。各領域は、液晶ドライバ１３２によって、独立して透光領域１３１ａまたは遮光領域１３１ｂに設定される。この液晶パネル１３１でも、制御部２０２が、距離ＯＤが短くなるにつれて絞り値Ｆを大きく設定する。その結果、距離ＯＤが短くなるにつれて、遮光領域１３１ｂが辺方向に段階的に増加する一方で透光領域１３１ａは減少する。

記憶部４２４は、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶媒体で構成することができる。記憶部４２４には、種々のデータ値が格納されている。

次に、上述した撮像システム１の動作を説明する。ここでは、撮像装置１００から被写体３００までの距離ＯＤに応じて液晶光学絞り１３０の絞り値Ｆを調整する動作を説明する。

図１５は、液晶光学絞り１３０の絞り値Ｆを調整する動作の手順を示すフローチャートである。

撮像システム１が起動すると、まず、撮像装置１００が制御部２０２の制御に基づいて被写体３００を撮像する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１では、発光光学系１１０が発光光３０１を被写体３００へ向けて照射する。続いて、撮像部１２０が、液晶光学絞り１３０を透過した反射光３０２を光電変換する。さらに、撮像部１２０は、反射光３０２の光電変換によって複数の画素信号４００を生成する。

次に、画像信号処理部２０１が画素信号４００を処理して、測距画像を生成する（ステップＳ１２）。続いて、画像信号処理部２０１は、測距画像に基づいて撮像装置１００から被写体３００までの距離ＯＤを特定する（ステップＳ１３）。続いて、画像信号処理部２０１は、上記測距画像の撮像時に設定された撮像装置１００の測距設定データを、ステップＳ１３で特定した距離ＯＤに対応する測距校正データと比較する（ステップＳ１４）。

測距設定データには、例えば、発光光学系１１０発光量や、撮像回路１２２の露光時間などが含まれる。発光光学系１１０の発光量は、例えば、発光素子１１１ａ（図２参照）の駆動電流Ｉｄに対応する。この駆動電流Ｉｄは、制御部２０２からの発光制御信号４０３に基づいて設定可能である。そのため、画像信号処理部２０１は、制御部２０２を通じて、発光光学系１１０の発光量を把握することができる。

撮像回路１２２の露光時間は、例えば、フォトダイオード１２２０（図６参照）のアバランシェ増倍時間や、フォトダイオード１２７１（図９）の電荷蓄積時間に対応する。アバランシェ増倍時間は、スイッチ１２２５で調整され、スイッチ１２２５の動作は、制御部２０２からの露光制御信号４０４に基づいて制御可能である。また、電荷蓄積時間は、転送トランジスタ１２７２、１２７３で調整され、転送トランジスタ１２７２、１２７３の動作は、制御部２０２からの露光制御信号４０４に基づいて制御可能である。そのため、画像信号処理部２０１は、制御部２０２を通じて撮像回路１２２の露光時間も把握することができる。

一方、測距校正データは、記憶部１４０に格納されている。測距校正データは、例えば、長距離ＯＤ（５０００ｍｍ）、中距離ＯＤ（３３０ｍｍ）、および短距離ＯＤ（１００ｍｍ）といった複数の距離ＯＤごとに、発光光学系１１０の発光量や撮像回路１２２の露光時間等の測距性能に影響を与える特性の最適値を示す。

測距設定データと測距校正データとの差が許容範囲外である結果が画像信号処理部２０１から制御部２０２に通知されると、制御部２０２は、撮像装置１００の測距設定条件、すなわち、発光光学系１１０の発光量や撮像回路１２２の露光時間を測距校正データに示された最適値に変更する（ステップＳ１５）。その後、撮像装置１００が、変更された測距設定条件で被写体３００を撮像し、画像信号処理部２０１が画像信号４０１を制御部２０２へ出力する。

次に、画像信号処理部２０１は、測距画像のコントラスト値を、基準値と比較する（ステップＳ１６）。基準値は、距離ＯＤごとに予め設定されて記憶部１４０に格納されている。

コントラスト値が基準値を下回っている結果が画像信号処理部２０１から制御部２０２に通知されると、制御部２０２は、液晶光学絞り１３０の絞り値Ｆを調整する（ステップＳ１７）。ステップＳ１７では、制御部２０２は、記憶部１４０に格納された、距離ＯＤごとに絞り値Ｆを最適化したデータを用いてもよいし、または段階的に絞り値Ｆを変更してもよい。

その後、コントラスト値が基準値を超えるまで、上述したステップＳ１１～ステップＳ１７の動作が繰り返される。

図１６は、液晶光学絞り１３０の絞り値Ｆを調整する動作の別の手順を示すフローチャートである。

撮像システム１が起動すると、上述したステップＳ１１～ステップＳ１３と同様の動作が実行される。すなわち、撮像装置１００が制御部２０２の制御に基づいて被写体３００を撮像し（ステップＳ２１）、続いて、画像信号処理部２０１が画素信号４００を処理し（ステップＳ２２）、距離ＯＤを特定する（ステップＳ２３）。

次に、図１６に示すフローチャートでは、画像信号処理部２０１が、測距画像のコントラスト値を、基準値と比較する（ステップＳ２４）。コントラスト値が基準値を下回っている場合、制御部２０２が、上述したステップＳ１７と同様に、液晶光学絞り１３０の絞り値Ｆを調整する（ステップＳ２５）。

コントラスト値が基準値を上回ると、画像信号処理部２０１は、撮像回路１２２の受光量と下限値とを比較する（ステップＳ２６）。例えば、距離ＯＤが変化すると、撮像回路１２２で受光される反射光３０２の光量も変化する。そのため、この下限値は、撮像回路１２２が画素信号４００を生成するために必要最小限の光強度に相当し、記憶部１４０に格納されている。

撮像回路１２２の受光量が下限値を下回る場合、制御部２０２は、露光制御信号４０４を通じて撮像回路１２２の露光時間を調整する（ステップＳ２７）。ステップＳ１７では、制御部２０２は、上述した測距校正データに基づいて露光時間を調整してもよいし、または段階的に露光時間を調整してもよい。

撮像回路１２２の受光量が下限値を上回ると、画像信号処理部２０１は、液晶光学絞り１３０に入射する反射光３０２の光量が許容範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ２８）。例えば、発光光３０１に対する被写体３００の反射率が変化すると、反射光３０２の光量も変化する。そのため、この許容範囲は、液晶光学絞り１３０に入射する光の上限値と下限値との間に設定され、記憶部１４０に格納されている。また、液晶光学絞り１３０に入射する反射光３０２の光量は、例えば、液晶光学絞り１３０の入射面側に設置した光センサで計測することができる。

反射光３０２の光量が許容範囲外である場合、制御部２０２は、発光制御信号４０２を通じて発光光学系１１０の発光量を調整する（ステップＳ２９）。ステップＳ２９では、制御部２０２は、反射光３０２の光量が上限値を上回るときには発光量を下げる発光制御信号４０２を出力し、下限値を下回るときには発光量を上げる発光制御信号４０２を出力する。

以上説明した本実施形態によれば、液晶光学絞り１３０の絞り値Ｆが被写体までの距離ＯＤに応じて設定される。そのため、距離ＯＤが変化しても撮像部１２０の受光量が最適化される。これにより、距離ＯＤの違いによる測距画像の解像度の差異を低減することが可能となる。

（第２実施形態）
図１７は、第２実施形態に係る撮像システムの構成例を示すブロック図である。上述した第１実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。

本実施形態に係る撮像システム２では、撮像装置１００は、第１実施形態と同様の構成である一方で、情報処理装置２００は、画像信号処理部２０１および制御部２０２に加えて、スイッチ２０３をさらに有する。

スイッチ２０３は、制御部２０２の接続先を、画像信号処理部２０１と外部機器２１０との間で切り替える。外部機器２１０は、例えばＲ（Red）Ｇ（Green）Ｂ（Blue）カメラ等の測距機能を有する撮像機器である。制御部２０２と外部機器２１０とが接続されると、外部信号４１０が、外部機器２１０から制御部２０２に入力される。外部信号４１０は、外部機器２１０が、事前に、距離ＯＤと同じ距離で被写体３００を撮像した画像信号である。そのため、この外部信号４１０は、距離ＯＤの情報を含む。

本実施形態では、制御部２０２は、外部信号４１０に示された距離ＯＤに基づいて液晶光学絞り１３０の絞り値Ｆを調整する。

以上説明した本実施形態によれば、撮像装置１００が被写体３００までの距離ＯＤを計測しなくても、距離ＯＤの情報を取得することができる。そのため、液晶光学絞り１３０の絞り値Ｆを調整する際に、撮像装置１００の測距動作、すなわち、発光光学系１１０の発光動作および撮像回路１２２の光電変換動作が不要になる。これにより、液晶光学絞り１３０の絞り値Ｆの調整時間を短縮することが可能となる。

＜移動体への応用例＞
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。

図１８は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。

車両制御システム１２０００は、通信ネットワーク１２００１を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図１８に示した例では、車両制御システム１２０００は、駆動系制御ユニット１２０１０、ボディ系制御ユニット１２０２０、車外情報検出ユニット１２０３０、車内情報検出ユニット１２０４０、および統合制御ユニット１２０５０を備える。また、統合制御ユニット１２０５０の機能構成として、マイクロコンピュータ１２０５１、音声画像出力部１２０５２、および車載ネットワークＩ／Ｆ（Interface）１２０５３が図示されている。

駆動系制御ユニット１２０１０は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット１２０１０は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、および、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。

ボディ系制御ユニット１２０２０は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット１２０２０は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット１２０２０には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット１２０２０は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。

車外情報検出ユニット１２０３０は、車両制御システム１２０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット１２０３０には、撮像部１２０３１が接続される。車外情報検出ユニット１２０３０は、撮像部１２０３１に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット１２０３０は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。

撮像部１２０３１は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部１２０３１は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部１２０３１が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。

車内情報検出ユニット１２０４０は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット１２０４０には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部１２０４１が接続される。運転者状態検出部１２０４１は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット１２０４０は、運転者状態検出部１２０４１から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。

マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット１２０１０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Advanced Driver Assistance System）の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。

また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。

また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット１２０３０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。

音声画像出力部１２０５２は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声および画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図１８の例では、出力装置として、オーディオスピーカ１２０６１、表示部１２０６２およびインストルメントパネル１２０６３が例示されている。表示部１２０６２は、例えば、オンボードディスプレイおよびヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。

図１９は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。

図１９では、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１、１２１０２、１２１０３、１２１０４、１２１０５を有する。

撮像部１２１０１、１２１０２、１２１０３、１２１０４、１２１０５は、例えば、車両１２１００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドアおよび車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部１２１０１および車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として車両１２１００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部１２１０２、１２１０３は、主として車両１２１００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部１２１０４は、主として車両１２１００の後方の画像を取得する。車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。

なお、図１９には、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲１２１１１は、フロントノーズに設けられた撮像部１２１０１の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１２１２１１３は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部１２１０２，１２１０３の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１４は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部１２１０４の撮像範囲を示す。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両１２１００を上方から見た俯瞰画像が得られる。

撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。

例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を基に、撮像範囲１２１１１ないし１２１１４内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化（車両１２１００に対する相対速度）を求めることにより、特に車両１２１００の進行路上にある最も近い立体物で、車両１２１００と略同じ方向に所定の速度（例えば、０km/h以上）で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ１２０５１は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。

例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両１２１００の周辺の障害物を、車両１２１００のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ１２０５１は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ１２０６１や表示部１２０６２を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット１２０１０を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。

撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ１２０５１が、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部１２０５２は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部１２０６２を制御する。また、音声画像出力部１２０５２は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部１２０６２を制御してもよい。

以上、本開示に係る技術が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、例えば撮像部１２０３１に適用され得る。具体的には、撮像装置１００は、撮像部１２０３１に適用することができる。本開示に係る技術を適用することにより、より解像度の差異が小さい撮影画像を得ることができるため、安全性を向上することが可能になる。

なお、本技術は以下のような構成を取ることができる。
（１） 被写体で反射した反射光を光電変換する撮像部と、
前記撮像部よりも前記被写体側に配置され、前記被写体までの距離に応じて前記反射光の透過光量を示す絞り値が可変の液晶光学絞りと、
を備える撮像装置。
（２） 前記被写体に向けて赤外線光を照射する発光光学系をさらに備える、（１）に記載の撮像装置。
（３） 前記絞り値は、前記撮像部の光電変換に基づいて生成される測距画像のコントラスト値に基づいて可変である、（１）または（２）に記載の撮像装置。
（４） 前記赤外線光の光量が、前記液晶光学絞りに入射される前記反射光の光量に応じて可変である、（２）に記載の撮像装置。
（５） 前記撮像部の露光時間が、前記撮像部で受光される前記反射光の光量に応じて可変である、（４）に記載の撮像装置。
（６） 前記絞り値は、前記撮像装置の外部で事前に計測された前記距離に基づいて可変である、（１）から（５）のいずれかに記載の撮像装置。
（７） 前記絞り値は、前記距離ごとに最適化されたデータに基づいて可変である、（１）から（６）のいずれかに記載の撮像装置。
（８） 前記データを格納する記憶部をさらに備える、（７）に記載の撮像装置。
（９） 前記液晶光学絞りは、前記絞り値に応じて透光領域および遮光領域が変化する、（１）から（８）のいずれかに記載の撮像装置。
（１０） 前記液晶光学絞りが円形であり、前記透光領域および遮光領域が前記絞り値に応じて同心円状に変化する、（９）に記載の撮像装置。
（１１） 前記液晶光学絞りが円形であり、前記透光領域および遮光領域が前記絞り値に応じて扇形状に変化する、（９）に記載の撮像装置。
（１２） 前記液晶光学絞りが矩形であり、前記透光領域および遮光領域が前記絞り値に応じて辺方向に変化する、（９）に記載の撮像装置。
（１３） 被写体で反射した反射光を光電変換する撮像部と、
前記撮像部よりも前記被写体側に配置され、前記被写体までの距離に応じて前記反射光の透過光量を示す絞り値が可変の液晶光学絞りと、
前記撮像部の光電変換から生成された信号を処理する画像信号処理部と、
前記画像信号処理部の処理結果に基づいて前記絞り値を調整する制御部と、
を備える撮像システム。
（１４） 前記制御部の接続先を、前記画像信号処理部と、事前に前記距離で前記被写体を撮影する外部機器との間で切り替えるスイッチをさらに備える、（１３）に記載の撮像システム。
（１５） 前記絞り値は、前記撮像部の光電変換に基づいて生成される測距画像のコントラスト値に基づいて可変である、（１３）または（１４）に記載の撮像システム。
（１６） 前記絞り値は、前記距離ごとに最適化されたデータに基づいて可変である、（１３）から（１５）のいずれかに記載の撮像システム。
（１７） 前記液晶光学絞りは、前記絞り値に応じて透光領域および遮光領域が変化する、（１３）から（１６）のいずれかに記載の撮像システム。
（１８） 前記液晶光学絞りが円形であり、前記透光領域および遮光領域が前記絞り値に応じて同心円状に変化する、（１７）に記載の撮像システム。
（１９） 前記液晶光学絞りが円形であり、前記透光領域および遮光領域が前記絞り値に応じて扇形状に変化する、（１７）に記載の撮像システム。
（２０） 前記液晶光学絞りが矩形であり、前記透光領域および遮光領域が前記絞り値に応じて辺方向に変化する、（１７）に記載の撮像システム。

１、２：撮像システム
１１０：発光光学系
１２０：撮像部
１３０：液晶光学絞り
１３１ａ：透光領域
１３１ｂ：遮光領域
１４０：記憶部
２０１：画像信号処理部
２０２：制御部
２０３：スイッチ
３０１：発光光
３０２：反射光

Claims (20)

1. 被写体で反射した反射光を光電変換する撮像部と、
   前記撮像部よりも前記被写体側に配置され、前記被写体までの距離に応じて前記反射光の透過光量を示す絞り値が可変の液晶光学絞りと、
   を備える撮像装置。
2. 前記被写体に向けて赤外線光を照射する発光光学系をさらに備える、請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記絞り値は、前記撮像部の光電変換に基づいて生成される測距画像のコントラスト値に基づいて可変である、請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記赤外線光の光量が、前記液晶光学絞りに入射される前記反射光の光量に応じて可変である、請求項２に記載の撮像装置。
5. 前記撮像部の露光時間が、前記撮像部で受光される前記反射光の光量に応じて可変である、請求項４に記載の撮像装置。
6. 前記絞り値は、前記撮像装置の外部で事前に計測された前記距離に基づいて可変である、請求項１に記載の撮像装置。
7. 前記絞り値は、前記距離ごとに最適化されたデータに基づいて可変である、請求項１に記載の撮像装置。
8. 前記データを格納する記憶部をさらに備える、請求項７に記載の撮像装置。
9. 前記液晶光学絞りは、前記絞り値に応じて透光領域および遮光領域が変化する、請求項１に記載の撮像装置。
10. 前記液晶光学絞りが円形であり、前記透光領域および遮光領域が前記絞り値に応じて同心円状に変化する、請求項９に記載の撮像装置。
11. 前記液晶光学絞りが円形であり、前記透光領域および遮光領域が前記絞り値に応じて扇形状に変化する、請求項９に記載の撮像装置。
12. 前記液晶光学絞りが矩形であり、前記透光領域および遮光領域が前記絞り値に応じて辺方向に変化する、請求項９に記載の撮像装置。
13. 被写体で反射した反射光を光電変換する撮像部と、
    前記撮像部よりも前記被写体側に配置され、前記被写体までの距離に応じて前記反射光の透過光量を示す絞り値が可変の液晶光学絞りと、
    前記撮像部の光電変換から生成された信号を処理する画像信号処理部と、
    前記画像信号処理部の処理結果に基づいて前記絞り値を調整する制御部と、
    を備える撮像システム。
14. 前記制御部の接続先を、前記画像信号処理部と、事前に前記距離で前記被写体を撮影する外部機器との間で切り替えるスイッチをさらに備える、請求項１３に記載の撮像システム。
15. 前記絞り値は、前記撮像部の光電変換に基づいて生成される測距画像のコントラスト値に基づいて可変である、請求項１３に記載の撮像システム。
16. 前記絞り値は、前記距離ごとに最適化されたデータに基づいて可変である、請求項１３に記載の撮像システム。
17. 前記液晶光学絞りは、前記絞り値に応じて透光領域および遮光領域が変化する、請求項１３に記載の撮像システム。
18. 前記液晶光学絞りが円形であり、前記透光領域および遮光領域が前記絞り値に応じて同心円状に変化する、請求項１７に記載の撮像システム。
19. 前記液晶光学絞りが円形であり、前記透光領域および遮光領域が前記絞り値に応じて扇形状に変化する、請求項１７に記載の撮像システム。
20. 前記液晶光学絞りが矩形であり、前記透光領域および遮光領域が前記絞り値に応じて辺方向に変化する、請求項１７に記載の撮像システム。

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