JP6642641B2 - Imaging device - Google Patents

Imaging device Download PDF

Info

Publication number
JP6642641B2
JP6642641B2 JP2018131486A JP2018131486A JP6642641B2 JP 6642641 B2 JP6642641 B2 JP 6642641B2 JP 2018131486 A JP2018131486 A JP 2018131486A JP 2018131486 A JP2018131486 A JP 2018131486A JP 6642641 B2 JP6642641 B2 JP 6642641B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
imaging
control device
area
vehicle
region
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018131486A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019009783A (en
Inventor
吉野 薫
薫 吉野
朗 木下
朗 木下
徹 宮越
徹 宮越
悟史 山口
悟史 山口
朗子 志賀
朗子 志賀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP2018131486A priority Critical patent/JP6642641B2/en
Publication of JP2019009783A publication Critical patent/JP2019009783A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6642641B2 publication Critical patent/JP6642641B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Exposure Control For Cameras (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Description

本発明は、撮像装置に関する。   The present invention relates to an imaging device.

車両に搭載したカメラで取得した画像に基づいて車両の走行環境を検出し、検出した走行環境データに基づいて、定速走行、追従走行などの自動走行制御や、警報、制動、操舵支援などの運転支援を行う技術が開発されている(特許文献1参照)。
従来技術では、カメラを用いて道路上のラインを検出するが、例えばトンネル内や降雨時などの走行環境において、ラインの検出が困難となる場合があった。
Based on the image acquired by the camera mounted on the vehicle, the traveling environment of the vehicle is detected, and based on the detected traveling environment data, automatic traveling control such as constant speed traveling, following traveling, alarming, braking, steering assist, etc. A technology for performing driving assistance has been developed (see Patent Document 1).
In the related art, a camera is used to detect a line on a road. However, in a traveling environment such as in a tunnel or during rainfall, it may be difficult to detect the line.

特開2010−79424号公報JP 2010-79424 A

本発明の一態様による撮像装置は、車に搭載され、撮像条件の異なる複数の撮像領域を有する撮像部と、前記車のライトの照射方向の情報を入力する入力部と、前記撮像部の撮像条件を制御する撮像制御部と、を有し、前記撮像制御部は、前記情報に応じて、前記撮像部の一部の撮像領域である第一の撮像領域の撮像条件を変更し、前記撮像部の一部の撮像領域であり、前記第一の撮像領域と異なる第二の撮像領域の撮像条件を前記第一の撮像領域と異ならせる An imaging device according to an embodiment of the present invention includes an imaging unit that is mounted on a car and has a plurality of imaging regions with different imaging conditions, an input unit that inputs information on a direction of irradiation of a light of the car, has an imaging control unit for controlling the condition, and the imaging control unit in response to said information, to change the imaging conditions of the first imaging area that is part of the imaging region of the imaging unit, said imaging The imaging condition of a second imaging region, which is a part of the imaging region of the unit and is different from the first imaging region, is made different from that of the first imaging region .

車両の運転支援装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a driving support device for a vehicle. 制御装置の構成を例示するブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a control device. 積層型撮像素子の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a stacked image sensor. 撮像チップの画素配列と単位領域を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a pixel array and a unit area of an imaging chip. 単位領域の回路を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a circuit in a unit area. 撮像素子の機能的構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a functional configuration of an imaging device. 撮像面における焦点検出用画素の位置を例示する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating positions of focus detection pixels on an imaging surface. 焦点検出画素ラインの一部を含む領域を拡大した図である。It is the figure which expanded the area | region containing a part of focus detection pixel line. 撮像素子を有するカメラの構成を例示するブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating the configuration of a camera having an image sensor. 撮像チップの撮像面上の画像を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the image on the imaging surface of an imaging chip. 制御部が実行するカメラの制御処理の全体の流れを説明するフローチャートである。5 is a flowchart illustrating an overall flow of camera control processing executed by a control unit. 撮像条件設定処理の詳細を説明するフローチャートである。9 is a flowchart illustrating details of an imaging condition setting process. 第1の走行環境の変化の場合の処理を例示するフローチャートである。9 is a flowchart illustrating a process in the case of a first traveling environment change. 撮像チップの撮像面上の画像を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the image on the imaging surface of an imaging chip. 第2の走行環境の変化の場合の処理を例示するフローチャートである。It is a flow chart which illustrates processing in the case of the change of the 2nd running environment. 撮像チップの撮像面上の画像を模式的に示す図であり、図16(a) はハイビーム時の図、図16(b) はロービーム時の図である。FIG. 16A is a diagram schematically illustrating an image on the imaging surface of the imaging chip, FIG. 16A is a diagram at the time of a high beam, and FIG. 16B is a diagram at the time of a low beam. 第3の走行環境の変化の場合の処理を例示するフローチャートである。It is a flow chart which illustrates processing in the case of the change of the 3rd run environment. 撮像チップの撮像面上の画像を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the image on the imaging surface of an imaging chip. 第4の走行環境の変化の場合の処理を例示するフローチャートである。It is a flow chart which illustrates processing in the case of the change of the 4th running environment. 撮像チップの撮像面上の画像を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the image on the imaging surface of an imaging chip. 第5の走行環境の変化の場合の処理を例示するフローチャートである。It is a flowchart which illustrates the process in the case of the change of the 5th driving environment. 撮像チップの撮像面上の画像を模式的に示す図であり、図22(a) は車線変更前の図、図22(b) は車線変更中の図である。FIG. 22A is a diagram schematically illustrating an image on an imaging surface of an imaging chip, FIG. 22A is a diagram before a lane change, and FIG. 22B is a diagram during a lane change.

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
<カメラの使用場面>
図1は、本発明の一実施の形態によるカメラ3を搭載した車両1の運転支援装置2の概略構成図である。図1において、自動車等の車両1に運転支援装置2が搭載されている。運転支援装置2は、カメラ3と、制御装置4と、第1の走行制御ユニット5と、第2の走行制御ユニット6等により構成される。なお、本説明では内燃機関を駆動源とする例を説明するが、モータを駆動源とするものでもよいし、内燃機関とモータを駆動源とする、いわゆるハイブリッドでもよい。
Hereinafter, embodiments for implementing the present invention will be described with reference to the drawings.
<Scene where the camera is used>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a driving support device 2 of a vehicle 1 equipped with a camera 3 according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a driving support device 2 is mounted on a vehicle 1 such as an automobile. The driving support device 2 includes a camera 3, a control device 4, a first travel control unit 5, a second travel control unit 6, and the like. In the present description, an example in which an internal combustion engine is used as a driving source will be described. However, a motor may be used as a driving source, or a so-called hybrid using an internal combustion engine and a motor as driving sources may be used.

カメラ3は、複数のレンズを有する撮像光学系、撮像素子(本実施形態では積層型撮像素子(図3参照))を備え、例えば車室内の天井前方に取り付けられている。カメラ3は車両1の前方に向けられている。カメラ3は、車両1の進行方向の画像を取得し、取得した画像に基づいて撮影画面内の複数の位置における各被写体(対象物)までの距離測定(測距)を行う。距離測定は、積層型撮像素子に備えられている焦点検出用画素からの画像信号を用いた測距演算により算出する。焦点検出用画素および測距については後述する。カメラ3により取得された画像のデータおよび測距データは、制御装置4へ送出される。なお、カメラ3を車外に設けてもよく、車内・車外のカメラ3を協働してもよく、カメラ3の数も適宜設定すればよい。一例を挙げると、後述する白線検出は車外のカメラ3を用い、対象物や障害物の認識は、車内・車外のカメラ3を協働させるようにしてもよい。   The camera 3 includes an image pickup optical system having a plurality of lenses and an image pickup device (in this embodiment, a stacked image pickup device (see FIG. 3)), and is mounted, for example, in front of a ceiling in a vehicle cabin. The camera 3 is directed forward of the vehicle 1. The camera 3 acquires an image in the traveling direction of the vehicle 1, and performs distance measurement (distance measurement) to each subject (object) at a plurality of positions in the shooting screen based on the acquired image. The distance measurement is calculated by a distance measurement operation using an image signal from a focus detection pixel provided in the stacked imaging device. The focus detection pixels and the distance measurement will be described later. The image data and the distance measurement data acquired by the camera 3 are sent to the control device 4. Note that the cameras 3 may be provided outside the vehicle, the cameras 3 inside and outside the vehicle may cooperate, and the number of cameras 3 may be set as appropriate. For example, the white line detection described later may use the camera 3 outside the vehicle, and the recognition of an object or an obstacle may cooperate with the cameras 3 inside and outside the vehicle.

制御装置4は、図2に例示するように、CPU4aおよび記憶部4bを含む。CPU4aは、記憶部4bに記憶されている各種プログラムに基づいて、記憶部4bに記憶されている制御パラメータや後述する各センサによる検出信号などを用いて各種演算を行う。   The control device 4 includes a CPU 4a and a storage unit 4b as illustrated in FIG. The CPU 4a performs various calculations based on various programs stored in the storage unit 4b, using control parameters stored in the storage unit 4b, detection signals from sensors described below, and the like.

第1の走行制御ユニット5は、制御装置4からの指示に基づいて、定速走行制御および追従走行制御を行う。定速走行制御は、所定の制御プログラムに基づいて、車両1を一定速度で走行させる制御である。追従走行制御は、定速走行制御を行っている際に、制御装置4にて認識された先行車の速度が車両1に設定されている目標速度以下の場合には、先行車に対して一定の車間距離を保持した状態で走行させる制御である。   The first travel control unit 5 performs constant-speed travel control and follow-up travel control based on an instruction from the control device 4. The constant speed traveling control is control for causing the vehicle 1 to travel at a constant speed based on a predetermined control program. When the speed of the preceding vehicle recognized by the control device 4 is equal to or lower than the target speed set in the vehicle 1 during the constant speed traveling control, the following traveling control is performed with respect to the preceding vehicle. This is control for running the vehicle while maintaining the inter-vehicle distance.

第2の走行制御ユニット6は、制御装置4からの指示に基づいて、運転支援制御を行う。運転支援制御は、所定の制御プログラムに基づいて、車両1が道路に沿って走行するように操舵制御装置9にステアリング制御信号を出力したり、車両1が対象物と衝突するのを回避するようにブレーキ制御装置8にブレーキ制御信号を出力したりする制御である。   The second travel control unit 6 performs driving support control based on an instruction from the control device 4. The driving support control outputs a steering control signal to the steering control device 9 so that the vehicle 1 travels along the road based on a predetermined control program, or avoids the vehicle 1 from colliding with an object. Is a control for outputting a brake control signal to the brake control device 8.

図1にはさらに、スロットル制御装置7と、ブレーキ制御装置8と、操舵制御装置9と、ステアリングホイール10と、ターンシグナルスイッチ11と、車速センサ12と、ヨーレートセンサ13と、表示装置14と、GPS装置15と、シフトレバー位置検出装置16と、マイク17と、ビーム切換えスイッチ18と、降雨センサ19と、が図示されている。   1 further shows a throttle control device 7, a brake control device 8, a steering control device 9, a steering wheel 10, a turn signal switch 11, a vehicle speed sensor 12, a yaw rate sensor 13, a display device 14, A GPS device 15, a shift lever position detecting device 16, a microphone 17, a beam switch 18, and a rain sensor 19 are illustrated.

スロットル制御装置7は、アクセルペダル7aの踏み込み量に応じて不図示のスロットルバルブの開度を制御する。また、スロットル制御装置7は、第1の走行制御ユニット5から送出されるスロットル制御信号に応じて上記スロットルバルブに対する開度の制御も行う。スロットル制御装置7はさらに、アクセルペダル7aの踏み込み量を示す信号を制御装置4へ送出する。   The throttle control device 7 controls the opening of a throttle valve (not shown) according to the amount of depression of an accelerator pedal 7a. The throttle control device 7 also controls the opening of the throttle valve in accordance with a throttle control signal sent from the first travel control unit 5. The throttle control device 7 further sends a signal indicating the depression amount of the accelerator pedal 7a to the control device 4.

ブレーキ制御装置8は、ブレーキペダル8aの踏み込み量に応じて不図示のブレーキバルブの開度を制御する。また、ブレーキ制御装置8は、第2の走行制御ユニット6からのブレーキ制御信号に応じて上記ブレーキバルブに対する開度の制御も行う。ブレーキ制御装置8はさらに、ブレーキペダル8aの踏み込み量を示す信号を制御装置4へ送出する。   The brake control device 8 controls the opening of a brake valve (not shown) according to the amount of depression of the brake pedal 8a. The brake control device 8 also controls the opening of the brake valve according to a brake control signal from the second travel control unit 6. The brake control device 8 further sends a signal indicating the depression amount of the brake pedal 8a to the control device 4.

操舵制御装置9は、ステアリングホイール10の回転角に応じて不図示のステアリング装置の舵角を制御する。また、操舵制御装置9は、第2の走行制御ユニット6からのステアリング制御信号に応じて上記ステアリング装置の舵角の制御も行う。操舵制御装置9はさらに、ステアリングホイール10の回転角を示す信号を第1の走行制御ユニット5と、制御装置4と、にそれぞれ送出する。   The steering control device 9 controls the steering angle of a steering device (not shown) according to the rotation angle of the steering wheel 10. The steering control device 9 also controls the steering angle of the steering device according to a steering control signal from the second travel control unit 6. The steering control device 9 further sends a signal indicating the rotation angle of the steering wheel 10 to the first travel control unit 5 and the control device 4, respectively.

ターンシグナルスイッチ11は、不図示のターンシグナル(ウィンカー)装置を作動させるための操作部材である。ターンシグナル装置は、車両1の進路変更を示す点滅発光装置である。車両1の乗員によってターンシグナルスイッチ11が操作されると、ターンシグナルスイッチ11からの操作信号がターンシグナル装置、第2の走行制御ユニット6および制御装置4にそれぞれ送出される。車速センサ12は車両1の車速Vを検出し、検出信号を第1の走行制御ユニット5と、第2の走行制御ユニット6と、制御装置4とにそれぞれ送出する。   The turn signal switch 11 is an operation member for operating a turn signal (turn signal) device (not shown). The turn signal device is a blinking light emitting device that indicates a change in the course of the vehicle 1. When the occupant of the vehicle 1 operates the turn signal switch 11, an operation signal from the turn signal switch 11 is sent to the turn signal device, the second travel control unit 6, and the control device 4, respectively. The vehicle speed sensor 12 detects the vehicle speed V of the vehicle 1 and sends out a detection signal to the first travel control unit 5, the second travel control unit 6, and the control device 4, respectively.

ヨーレートセンサ13は車両1のヨーレートを検出し、検出信号を第2の走行制御ユニット6と、制御装置4とにそれぞれ送出する。ヨーレートは、車両1の旋回方向への回転角の変化速度である。表示装置14は、第1の走行制御ユニット5、および第2の走行制御ユニット6による制御状態を示す情報などを表示する。表示装置14は、例えばフロントガラスに情報を投映するHUD(Head Up Display)によって構成される。なお、表示装置14として、不図示のナビゲーション装置の表示部を利用するようにしてもよい。   The yaw rate sensor 13 detects a yaw rate of the vehicle 1 and sends a detection signal to the second travel control unit 6 and the control device 4, respectively. The yaw rate is a change speed of the rotation angle of the vehicle 1 in the turning direction. The display device 14 displays information indicating a control state of the first travel control unit 5 and the second travel control unit 6, and the like. The display device 14 is configured by, for example, a HUD (Head Up Display) that projects information on a windshield. Note that a display unit of a navigation device (not shown) may be used as the display device 14.

GPS装置15は、GPS衛星からの電波を受信し、電波にのせられている情報を用いて所定の演算を行うことにより、車両1の位置(緯度、経度など)を算出する。GPS装置15で算出した位置情報は、不図示のナビゲーション装置や制御装置4へ送出される。シフトレバー位置検出装置16は、車両1の乗員によって操作された不図示のシフトレバーの位置(例えば、パーキング(P)、リバース(R)、ドライブ(D)など)を検出する。シフトレバー位置検出装置16で検出したシフトレバーの位置情報は、制御装置4へ送出される。   The GPS device 15 receives a radio wave from a GPS satellite and performs a predetermined calculation using information on the radio wave to calculate the position (latitude, longitude, and the like) of the vehicle 1. The position information calculated by the GPS device 15 is sent to a navigation device and the control device 4 (not shown). The shift lever position detecting device 16 detects a position of a shift lever (not shown) operated by an occupant of the vehicle 1 (for example, parking (P), reverse (R), drive (D), etc.). The shift lever position information detected by the shift lever position detection device 16 is sent to the control device 4.

マイク17は、例えば前方マイクと、右側方マイクと、左側方マイクとによって構成される。前方マイクは、専ら車両1の前方の音を集音する指向性を有する。右側方マイクは、専ら車両1の右側方の音を集音する指向性を有する。左側方マイクは、専ら車両1の左側方の音を集音する指向性を有する。マイク17で集音された各音情報(前方、右側方、左側方)は、それぞれ制御装置4へ送出される。   The microphone 17 includes, for example, a front microphone, a right microphone, and a left microphone. The front microphone has a directivity of collecting sound in front of the vehicle 1 exclusively. The right microphone has a directivity of collecting sound on the right side of the vehicle 1 exclusively. The left microphone has a directivity for collecting the sound on the left side of the vehicle 1 exclusively. Each sound information (front, right side, left side) collected by the microphone 17 is sent to the control device 4.

ビーム切換えスイッチ18は、灯火装置(前照灯)の上下方向の照射角度を少なくとも2段階に切換えるための操作部材である。例えば、照明光を略水平方向に照射する「ハイビーム」と、照明光を水平方向より下向きに照射する「ロービーム」とを切換える。ビーム切換えスイッチ18からの操作信号は、不図示の照明装置および制御装置4にそれぞれ送出される。降雨センサ19は、光学式や静電容量式により雨滴を検出する検出器であり、車内または車外に取り付けられる。降雨センサ19による検出信号(降雨情報)は、制御装置4へ送出される。   The beam switching switch 18 is an operation member for switching the irradiation angle in the vertical direction of the lighting device (headlight) in at least two stages. For example, a “high beam” that irradiates the illumination light in a substantially horizontal direction and a “low beam” that irradiates the illumination light downward from the horizontal direction are switched. An operation signal from the beam switch 18 is sent to the illumination device and the control device 4 (not shown). The rainfall sensor 19 is a detector that detects raindrops by an optical type or a capacitance type, and is mounted inside or outside the vehicle. A detection signal (rain information) from the rain sensor 19 is sent to the control device 4.

<対象物の検出>
制御装置4は、車両1の走行路および対象物を検出するために、カメラ3からの画像に対し、以下のように画像処理を行う。先ず、制御装置4は、撮影画面内の複数の位置における測距データに基づいて距離画像(奥行き分布画像)を生成する。制御装置4は、距離画像のデータに基づいて、周知のグルーピング処理を行い、あらかじめ記憶部4bに記憶しておいた3次元的な道路形状データ、側壁データ、対象物データ等の枠(ウインドウ)と比較し、白線データ(道路に沿った白線データおよび道路を横断する白線(停止線:交差点情報)データを含む)、道路に沿って存在するガードレール、縁石等の側壁データを抽出するとともに、対象物・障害物を、2輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の対象物に分類して抽出する。
本説明では、走行路に引かれた白色または黄色のラインを白線と呼ぶ。また、実線および破線を含めて白線と呼ぶ。
<Detection of object>
The control device 4 performs image processing on an image from the camera 3 as follows in order to detect a traveling path of the vehicle 1 and an object. First, the control device 4 generates a distance image (depth distribution image) based on the distance measurement data at a plurality of positions in the shooting screen. The control device 4 performs a well-known grouping process based on the data of the distance image, and stores frames (windows) of three-dimensional road shape data, side wall data, object data, and the like stored in the storage unit 4b in advance. In addition to extracting white line data (including white line data along the road and white line (stop line: intersection information) data crossing the road), side wall data such as guardrails and curbs along the road, Objects and obstacles are classified and extracted as motorcycles, ordinary vehicles, large vehicles, pedestrians, telephone poles and other objects.
In the present description, the white or yellow line drawn on the traveling path is called a white line. In addition, the solid line and the broken line are called white lines.

また、制御装置4は、カメラ3で取得された画像データから、画像に含まれる対象物の形状検出、色検出、明暗検出を行う。具体的には、道路に沿って設けられた白線やガードレール等のラインのデータを検出(抽出)する。また、制御装置4は、後述する単位領域131ごとの明暗状態に基づいて、先行車の点灯状態のテールランプ(尾灯)のデータを検出する。   Further, the control device 4 performs shape detection, color detection, and light / dark detection of an object included in the image from the image data acquired by the camera 3. Specifically, data of a line such as a white line or a guardrail provided along the road is detected (extracted). Further, the control device 4 detects data of a tail lamp (tail lamp) in a lighting state of the preceding vehicle based on a light / dark state of each unit area 131 described later.

<運転支援>
制御装置4は、上記のように抽出した各情報、すなわち、白線データ、ガードレール側壁データ、および対象物データの各データに基づいて走行路や障害となる対象物・障害物を認識し、認識結果をもとに第2の走行制御ユニット6に上記運転支援制御を行わせる。すなわち、車両1を道路に沿って走行させ、車両1が対象物と衝突するのを回避させる。
<Driving support>
The control device 4 recognizes a traveling path or an obstacle or an object / obstacle based on each of the information extracted as described above, that is, the white line data, the guardrail side wall data, and the object data. The second driving control unit 6 performs the driving support control on the basis of the above. That is, the vehicle 1 is made to travel along the road, and the collision of the vehicle 1 with the target is avoided.

<走行制御>
制御装置4は、例えば、以下の4 通りにより自車進行路の推定を行う。
(1)白線に基づく自車進行路推定
カメラ3で取得された画像から走行路の左右両方、若しくは、左右どちらか片側の白線データが得られており、これら白線データから車両1が走行している車線の形状が推定できる場合、制御装置4は、車両1の幅や、車両1の現在の車線内の位置を考慮して、自車進行路が白線と並行であると推定する。
<Driving control>
The control device 4 estimates the own vehicle traveling route in the following four ways, for example.
(1) Estimation of own vehicle traveling path based on white line White line data on both the left and right sides or one of the right and left sides of the traveling path is obtained from the image acquired by camera 3, and vehicle 1 travels from these white line data. When the shape of the lane in which the vehicle 1 is located can be estimated, the control device 4 estimates that the own vehicle traveling path is parallel to the white line in consideration of the width of the vehicle 1 and the position of the vehicle 1 in the current lane.

(2)ガードレール、縁石等の側壁データに基づく自車進行路推定
カメラ3で取得された画像から走行路の左右両方、若しくは、左右どちらか片側の側壁データが得られており、これら側壁データから車両1が走行している車線の形状が推定できる場合、制御装置4は、車両1の幅や、車両1の現在の車線内の位置を考慮して、自車進行路が側壁と並行であると推定する。
(2) Estimation of own vehicle traveling path based on side wall data such as guardrails, curbs, etc. Side wall data on both left and right sides or one side on the left and right sides of the running path are obtained from images acquired by camera 3, and from these side wall data When the shape of the lane in which the vehicle 1 is traveling can be estimated, the control device 4 considers the width of the vehicle 1 and the position of the vehicle 1 in the current lane, and the traveling path of the own vehicle is parallel to the side wall. It is estimated.

(3)先行車軌跡に基づく自車進行路推定
制御装置4は、記憶部4bに記憶されている先行車の過去の走行軌跡に基づいて、自車進行路を推定する。先行車は、車両1と同じ方向に走行する対象物のうち、車両1に最も近い前方の車両をいう。
(3) Estimation of own vehicle traveling route based on preceding vehicle trajectory The control device 4 estimates the own vehicle traveling route based on the past traveling trajectory of the preceding vehicle stored in the storage unit 4b. The preceding vehicle refers to a forward vehicle closest to the vehicle 1 among objects traveling in the same direction as the vehicle 1.

(4)車両1の走行状態に基づく自車走行路推定
制御装置4は、車両1の運転状態に基づいて、自車進行路を推定する。例えば、ヨーレートセンサ13による検出信号と、車速センサ12による検出信号と、に基づく旋回曲率を用いて自車進行路を推定する。旋回曲率Cuaは、Cua =dψ/dt/V により算出する。dψ/dtは上記ヨーレート(旋回方向への回転角の変化速度)であり、Vは車両1の車速である。
(4) Estimation of Own Car Running Path Based on Running State of Vehicle 1 The control device 4 estimates the own vehicle traveling path based on the operating state of the vehicle 1. For example, the own vehicle traveling path is estimated using the turning curvature based on the detection signal from the yaw rate sensor 13 and the detection signal from the vehicle speed sensor 12. The turning curvature Cua is calculated by Cua = dψ / dt / V. dψ / dt is the yaw rate (the speed of change of the rotation angle in the turning direction), and V is the vehicle speed of the vehicle 1.

制御装置4は、記憶部4bに記憶されている所定の走行制御プログラムにしたがって、上記対象物ごとに、対象物が存在する位置における車両1の走行領域を自車進行路に基づき推定し、この走行領域と対象物位置とを比較して、それぞれの対象物が走行領域内にあるか否か判定する。制御装置4はさらに、カメラ3の撮像結果に基づき上記先行車を認識する。すなわち、制御装置4は、走行領域内に存在して順方向(車両1と同じ方向)に走行する対象物の中から、車両1に最も近い車両を先行車とする。   The control device 4 estimates the travel area of the vehicle 1 at the position where the target object exists based on the own vehicle traveling path for each target object according to a predetermined travel control program stored in the storage unit 4b. The traveling area and the position of the object are compared to determine whether or not each object is within the traveling area. The control device 4 further recognizes the preceding vehicle based on a result of imaging by the camera 3. That is, the control device 4 sets the vehicle closest to the vehicle 1 to the preceding vehicle among the objects existing in the traveling area and traveling in the forward direction (the same direction as the vehicle 1).

制御装置4は、先行車と車両1との車間距離情報、および先行車の車速情報を、車外情報として第1の走行制御ユニット5へ出力する。ここで、先行車の車速情報は、所定時間ごとに取得した車両1の車速Vと、車速Vの取得タイミングに同期して上記所定時間ごとにカメラ3で取得された画像に基づいて測距した撮影画面内の先行車までの距離(車間距離)の変化と、に基づいて算出する。   The control device 4 outputs inter-vehicle distance information between the preceding vehicle and the vehicle 1 and vehicle speed information of the preceding vehicle to the first travel control unit 5 as outside-vehicle information. Here, the vehicle speed information of the preceding vehicle was measured based on the vehicle speed V of the vehicle 1 acquired at predetermined time intervals and the image acquired by the camera 3 at the above-mentioned predetermined time intervals in synchronization with the acquisition timing of the vehicle speed V. It is calculated based on the change in the distance to the preceding vehicle (inter-vehicle distance) in the shooting screen.

第1の走行制御ユニット5は、車速センサ12で検出される車速Vが、あらかじめセットされている所定の車速(目標速度)に収束するようにスロットル制御装置7へスロットル制御信号を送出する。これにより、スロットル制御装置7が不図示のスロットルバルブの開度をフィードバック制御し、車両1を自動で定速走行させる。   The first travel control unit 5 sends a throttle control signal to the throttle control device 7 so that the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 12 converges to a predetermined vehicle speed (target speed) set in advance. As a result, the throttle control device 7 feedback-controls the opening of the throttle valve (not shown), and the vehicle 1 automatically runs at a constant speed.

また、第1の走行制御ユニット5は、定速状態の走行制御を行っている際に制御装置4から入力された先行車の車速情報が車両1に設定されている目標速度以下の場合には、制御装置4から入力された車間距離情報に基づいてスロットル制御装置7へスロットル制御信号を送出する。具体的には、車両1から先行車までの車間距離および先行車の車速と、車両1の車速Vと、に基づいて適切な車間距離の目標値を設定し、カメラ3で取得された画像に基づいて測距される車間距離が、上記車間距離の目標値に収束するようにスロットル制御装置7へスロットル制御信号を送出する。これにより、スロットル制御装置7が不図示のスロットルバルブの開度をフィードバック制御し、車両1を先行車に追従走行させる。   Further, the first travel control unit 5 is configured to control the vehicle speed information of the preceding vehicle input from the control device 4 during the travel control in the constant speed state when the vehicle speed information is equal to or lower than the target speed set in the vehicle 1. And sends a throttle control signal to the throttle control device 7 based on the inter-vehicle distance information input from the control device 4. Specifically, an appropriate inter-vehicle distance target value is set based on the inter-vehicle distance from the vehicle 1 to the preceding vehicle, the vehicle speed of the preceding vehicle, and the vehicle speed V of the vehicle 1, and the target value of the A throttle control signal is sent to the throttle control device 7 so that the inter-vehicle distance measured based on the distance converges to the target value of the inter-vehicle distance. As a result, the throttle control device 7 performs feedback control of the opening of the throttle valve (not shown), and causes the vehicle 1 to follow the preceding vehicle.

<積層型撮像素子の説明>
上述したカメラ3に備わる積層型撮像素子100について説明する。なお、この積層型撮像素子100は、本願出願人が先に出願した特願2012−139026号に記載されているものである。図3は、積層型撮像素子100の断面図である。撮像素子100は、入射光に対応した画素信号を出力する裏面照射型撮像チップ113と、画素信号を処理する信号処理チップ111と、画素信号を記憶するメモリチップ112とを備える。これら撮像チップ113、信号処理チップ111およびメモリチップ112は積層されており、Cu等の導電性を有するバンプ109により互いに電気的に接続される。
<Explanation of the stacked image sensor>
The stacked image sensor 100 provided in the camera 3 will be described. Note that this stacked-type image sensor 100 is described in Japanese Patent Application No. 2012-139026 filed earlier by the present applicant. FIG. 3 is a cross-sectional view of the stacked image sensor 100. The imaging device 100 includes a backside illumination type imaging chip 113 that outputs pixel signals corresponding to incident light, a signal processing chip 111 that processes pixel signals, and a memory chip 112 that stores pixel signals. The imaging chip 113, the signal processing chip 111, and the memory chip 112 are stacked, and are electrically connected to each other by a conductive bump 109 such as Cu.

なお、図示するように、入射光は主に白抜き矢印で示すZ軸プラス方向へ向かって入射する。本実施形態においては、撮像チップ113において、入射光が入射する側の面を裏面(撮像面)と称する。また、座標軸に示すように、Z軸に直交する紙面左方向をX軸プラス方向、Z軸およびX軸に直交する紙面手前方向をY軸プラス方向とする。以降のいくつかの図においては、図3の座標軸を基準として、それぞれの図の向きがわかるように座標軸を表示する。   As shown in the figure, the incident light mainly enters in the Z-axis plus direction indicated by the white arrow. In the present embodiment, the surface of the imaging chip 113 on which incident light is incident is referred to as a back surface (imaging surface). As shown by the coordinate axes, the left direction perpendicular to the Z axis is defined as the plus direction of the X axis, and the near direction perpendicular to the Z axis and the X axis is defined as the plus direction of the Y axis. In the following figures, coordinate axes are displayed so that the directions of the respective figures can be understood with reference to the coordinate axes in FIG.

撮像チップ113の一例は、裏面照射型のMOSイメージセンサである。PD層106は、配線層108の裏面側に配されている。PD層106は、二次元的に配され、入射光に応じた電荷を蓄積する複数のPD(フォトダイオード)104、および、PD104に対応して設けられたトランジスタ105を有する。   One example of the imaging chip 113 is a back-illuminated MOS image sensor. The PD layer 106 is provided on the back side of the wiring layer 108. The PD layer 106 includes a plurality of PDs (photodiodes) 104 that are two-dimensionally arranged and accumulates charges corresponding to incident light, and a transistor 105 provided corresponding to the PD 104.

PD層106における入射光の入射側にはパッシベーション膜103を介してカラーフィルタ102が設けられる。カラーフィルタ102は、互いに異なる波長領域を透過する複数の種類を有しており、PD104のそれぞれに対応して特定の配列を有している。カラーフィルタ102の配列については後述する。カラーフィルタ102、PD104およびトランジスタ105の組が、一つの画素を形成する。   The color filter 102 is provided on the incident side of the incident light in the PD layer 106 via the passivation film 103. The color filters 102 have a plurality of types that transmit different wavelength regions, and have a specific arrangement corresponding to each of the PDs 104. The arrangement of the color filters 102 will be described later. A set of the color filter 102, the PD 104, and the transistor 105 forms one pixel.

カラーフィルタ102における入射光の入射側には、それぞれの画素に対応して、マイクロレンズ101が設けられる。マイクロレンズ101は、対応するPD104へ向けて入射光を集光する。   On the incident side of the incident light in the color filter 102, a micro lens 101 is provided corresponding to each pixel. The micro lens 101 collects incident light toward the corresponding PD 104.

配線層108は、PD層106からの画素信号を信号処理チップ111に伝送する配線107を有する。配線107は多層であってもよく、また、受動素子および能動素子が設けられてもよい。   The wiring layer 108 has a wiring 107 for transmitting the pixel signal from the PD layer 106 to the signal processing chip 111. The wiring 107 may be a multilayer, and may be provided with a passive element and an active element.

配線層108の表面には複数のバンプ109が配される。当該複数のバンプ109が信号処理チップ111の対向する面に設けられた複数のバンプ109と位置合わせされて、撮像チップ113と信号処理チップ111とが加圧等されることにより、位置合わせされたバンプ109同士が接合されて、電気的に接続される。   A plurality of bumps 109 are arranged on the surface of the wiring layer 108. The plurality of bumps 109 are aligned with the plurality of bumps 109 provided on the opposite surface of the signal processing chip 111, and the imaging chip 113 and the signal processing chip 111 are aligned by pressing or the like. The bumps 109 are joined and electrically connected.

同様に、信号処理チップ111およびメモリチップ112の互いに対向する面には、複数のバンプ109が配される。これらのバンプ109が互いに位置合わせされて、信号処理チップ111とメモリチップ112とが加圧等されることにより、位置合わせされたバンプ109同士が接合されて、電気的に接続される。   Similarly, a plurality of bumps 109 are arranged on surfaces of the signal processing chip 111 and the memory chip 112 that face each other. These bumps 109 are aligned with each other, and the signal processing chip 111 and the memory chip 112 are pressurized or the like, whereby the aligned bumps 109 are joined and electrically connected.

なお、バンプ109間の接合には、固相拡散によるCuバンプ接合に限らず、はんだ溶融によるマイクロバンプ結合を採用してもよい。また、バンプ109は、例えば後述する一つのブロックに対して一つ程度設ければよい。したがって、バンプ109の大きさは、PD104のピッチよりも大きくてもよい。また、画素が配列された画素領域以外の周辺領域において、画素領域に対応するバンプ109よりも大きなバンプを併せて設けてもよい。   Note that the bonding between the bumps 109 is not limited to Cu bump bonding by solid-phase diffusion, and micro-bump bonding by solder melting may be employed. Further, for example, about one bump 109 may be provided for one block described later. Therefore, the size of the bump 109 may be larger than the pitch of the PD 104. In a peripheral region other than the pixel region where the pixels are arranged, a bump larger than the bump 109 corresponding to the pixel region may be additionally provided.

信号処理チップ111は、表裏面にそれぞれ設けられた回路を互いに接続するTSV(シリコン貫通電極)110を有する。TSV110は、周辺領域に設けられることが好ましい。また、TSV110は、撮像チップ113の周辺領域、メモリチップ112にも設けられてよい。   The signal processing chip 111 has a TSV (through-silicon via) 110 that connects circuits provided on the front and back surfaces to each other. The TSV 110 is preferably provided in a peripheral area. Further, the TSV 110 may be provided in a peripheral area of the imaging chip 113 and the memory chip 112.

図4は、撮像チップ113の画素配列と単位領域131を説明する図である。特に、撮像チップ113を裏面(撮像面)側から観察した様子を示す。画素領域には例えば2000万個以上もの画素がマトリックス状に配列されている。図4の例では、隣接する4画素×4画素の16画素が一つの単位領域131を形成する。図の格子線は、隣接する画素がグループ化されて単位領域131を形成する概念を示す。単位領域131を形成する画素の数は、これに限られず1000個程度、例えば32画素×64画素でもよいし、それ以上でもそれ以下でもよい。   FIG. 4 is a diagram illustrating the pixel array of the imaging chip 113 and the unit area 131. Particularly, a state in which the imaging chip 113 is observed from the back surface (imaging surface) side is shown. In the pixel area, for example, more than 20 million pixels are arranged in a matrix. In the example of FIG. 4, 16 pixels of 4 × 4 adjacent pixels form one unit region 131. The grid lines in the figure show the concept of forming the unit area 131 by grouping adjacent pixels. The number of pixels forming the unit area 131 is not limited to this, and may be about 1000, for example, 32 pixels × 64 pixels, or more or less.

画素領域の部分拡大図に示すように、図4の単位領域131は、緑色画素Gb、Gr、青色画素Bおよび赤色画素Rの4画素から成るいわゆるベイヤー配列を、上下左右に4つ内包する。緑色画素Gb、Grは、カラーフィルタ102として緑色フィルタを有する画素であり、入射光のうち緑色波長帯の光を受光する。同様に、青色画素Bは、カラーフィルタ102として青色フィルタを有する画素であって青色波長帯の光を受光し、赤色画素Rは、カラーフィルタ102として赤色フィルタを有する画素であって赤色波長帯の光を受光する。   As shown in the partial enlarged view of the pixel area, the unit area 131 in FIG. 4 includes four so-called Bayer arrangements composed of four pixels of green pixels Gb, Gr, blue pixels B, and red pixels R in up, down, left, and right directions. The green pixels Gb and Gr are pixels having a green filter as the color filter 102, and receive light in a green wavelength band of incident light. Similarly, the blue pixel B is a pixel having a blue filter as the color filter 102 and receives light in the blue wavelength band, and the red pixel R is a pixel having a red filter as the color filter 102 and has a red wavelength band. Receives light.

本実施形態において、1ブロックにつき単位領域131を少なくとも1つ含むように複数のブロックが定義され、各ブロックはそれぞれ異なる制御パラメータで各ブロックに含まれる画素を制御できる。つまり、あるブロックに含まれる画素群と、別のブロックに含まれる画素群とで、撮像条件が異なる撮像信号を取得できる。制御パラメータの例は、フレームレート、ゲイン、間引き率、画素信号を加算する加算行数または加算列数、電荷の蓄積時間または蓄積回数、デジタル化のビット数(語長)等である。撮像素子100は、行方向(撮像チップ113のX軸方向)の間引きのみでなく、列方向(撮像チップ113のY軸方向)の間引きも自在に行える。さらに、制御パラメータは、画素からの画像信号取得後の画像処理におけるパラメータであってもよい。   In the present embodiment, a plurality of blocks are defined so as to include at least one unit area 131 per block, and each block can control pixels included in each block with different control parameters. That is, image pickup signals having different image pickup conditions can be acquired between a pixel group included in a certain block and a pixel group included in another block. Examples of the control parameters include a frame rate, a gain, a thinning rate, the number of rows or columns to be added for adding pixel signals, the charge accumulation time or the number of accumulations, and the number of digitization bits (word length). The imaging element 100 can perform not only thinning in the row direction (X-axis direction of the imaging chip 113) but also thinning in the column direction (Y-axis direction of the imaging chip 113). Further, the control parameter may be a parameter in image processing after acquiring an image signal from a pixel.

図5は、単位領域131における回路を説明する図である。図5の例では、隣接する3画素×3画素の9画素により一つの単位領域131を形成する。なお、上述したように単位領域131に含まれる画素の数はこれに限られず、これ以下でもこれ以上でもよい。単位領域131の二次元的な位置を符号A〜Iにより示す。   FIG. 5 is a diagram illustrating a circuit in the unit area 131. In the example of FIG. 5, one unit area 131 is formed by nine pixels of 3 × 3 adjacent pixels. Note that, as described above, the number of pixels included in the unit region 131 is not limited to this, and may be smaller or larger. The two-dimensional positions of the unit area 131 are indicated by reference signs A to I.

単位領域131に含まれる画素のリセットトランジスタは、画素ごとに個別にオンオフ可能に構成される。図5において、画素Aのリセットトランジスタをオンオフするリセット配線300が設けられており、画素Bのリセットトランジスタをオンオフするリセット配線310が、上記リセット配線300とは別個に設けられている。同様に、画素Cのリセットトランジスタをオンオフするリセット配線320が、上記リセット配線300、310とは別個に設けられている。他の画素Dから画素Iに対しても、それぞれのリセットトランジスタをオンオフするための専用のリセット配線が設けられている。   The reset transistors of the pixels included in the unit region 131 can be individually turned on and off for each pixel. In FIG. 5, a reset line 300 for turning on / off the reset transistor of the pixel A is provided, and a reset line 310 for turning on / off the reset transistor of the pixel B is provided separately from the reset line 300. Similarly, a reset line 320 for turning on / off the reset transistor of the pixel C is provided separately from the reset lines 300 and 310. A dedicated reset line for turning on / off each reset transistor is also provided for the other pixels D to I.

単位領域131に含まれる画素の転送トランジスタについても、画素ごとに個別にオンオフ可能に構成される。図5において、画素Aの転送トランジスタをオンオフする転送配線302、画素Bの転送トランジスタをオンオフする転送配線312、画素Cの転送トランジスタをオンオフする転送配線322が、別個に設けられている。他の画素Dから画素Iに対しても、それぞれの転送トランジスタをオンオフするための専用の転送配線が設けられている。   The transfer transistors of the pixels included in the unit region 131 can also be individually turned on and off for each pixel. In FIG. 5, a transfer line 302 for turning on and off the transfer transistor of the pixel A, a transfer line 312 for turning on and off the transfer transistor of the pixel B, and a transfer line 322 for turning on and off the transfer transistor of the pixel C are separately provided. Dedicated transfer lines for turning on and off the respective transfer transistors are also provided for the other pixels D to I.

さらに、単位領域131に含まれる画素の選択トランジスタについても、画素ごとに個別にオンオフ可能に構成される。図5において、画素Aの選択トランジスタをオンオフする選択配線306、画素Bの選択トランジスタをオンオフする選択配線316、画素Cの選択トランジスタをオンオフする選択配線326が、別個に設けられている。他の画素Dから画素Iに対しても、それぞれの選択トランジスタをオンオフするための専用の選択配線が設けられている。   Further, the selection transistors of the pixels included in the unit region 131 can also be individually turned on / off for each pixel. In FIG. 5, a selection line 306 for turning on / off the selection transistor of the pixel A, a selection line 316 for turning on / off the selection transistor of the pixel B, and a selection line 326 for turning on / off the selection transistor of the pixel C are separately provided. Dedicated selection lines for turning on / off the respective selection transistors are also provided for the other pixels D to I.

なお、電源配線304は、単位領域131に含まれる画素Aから画素Iで共通に接続されている。同様に、出力配線308は、単位領域131に含まれる画素Aから画素Iで共通に接続されている。また、電源配線304は複数の単位領域間で共通に接続されるが、出力配線308は単位領域131ごとに個別に設けられる。負荷電流源309は、出力配線308へ電流を供給する。負荷電流源309は、撮像チップ113側に設けられてもよいし、信号処理チップ111側に設けられてもよい。   Note that the power supply wiring 304 is commonly connected to the pixels A to I included in the unit region 131. Similarly, the output wiring 308 is commonly connected to the pixels A to I included in the unit area 131. Further, the power supply wiring 304 is commonly connected between a plurality of unit areas, but the output wiring 308 is provided separately for each unit area 131. The load current source 309 supplies a current to the output wiring 308. The load current source 309 may be provided on the imaging chip 113 side or may be provided on the signal processing chip 111 side.

単位領域131のリセットトランジスタおよび転送トランジスタを個別にオンオフすることにより、単位領域131に含まれる画素Aから画素Iに対して独立して、電荷の蓄積開始時間、蓄積終了時間、転送タイミングを含む電荷蓄積を制御することができる。また、単位領域131の選択トランジスタを個別にオンオフすることにより、各画素Aから画素Iの画素信号を共通の出力配線308を介して出力することができる。   By individually turning on and off the reset transistor and the transfer transistor in the unit region 131, the charge including the charge accumulation start time, the charge end time, and the transfer timing is independent of the pixels A to I included in the unit region 131. The accumulation can be controlled. In addition, by individually turning on and off the selection transistors in the unit region 131, the pixel signals of the pixels I can be output from the pixels A via the common output wiring 308.

ここで、単位領域131に含まれる画素Aから画素Iについて、行および列に対して規則的な順序で電荷蓄積を制御する、いわゆるローリングシャッタ方式が公知である。ローリングシャッタ方式により行ごとに画素を選択してから列を指定すると、図5の例では「ABCDEFGHI」の順序で画素信号が出力される。   Here, a so-called rolling shutter system is known in which charge accumulation is controlled in a regular order for rows and columns for pixels A to I included in the unit region 131. When a pixel is selected for each row by the rolling shutter method and then a column is specified, in the example of FIG. 5, pixel signals are output in the order of “ABCDEFGHI”.

このように単位領域131を基準として回路を構成することにより、単位領域131ごとに電荷蓄積時間を制御することができる。換言すると、単位領域131間で異なったフレームレートによる画素信号をそれぞれ出力させることができる。また、撮像チップ113において一部のエリアに含まれる単位領域131に電荷蓄積(撮像)を行わせる間に他のエリアに含まれる単位領域131を休ませることにより、撮像チップ113の所定のエリアでのみ撮像を行わせて、その画素信号を出力させることができる。さらに、フレーム間で電荷蓄積(撮像)を行わせるエリア(蓄積制御の対象エリア)を切り替えて、撮像チップ113の異なるエリアで逐次撮像を行わせて、画素信号を出力させることもできる。   By configuring the circuit based on the unit regions 131 as described above, the charge accumulation time can be controlled for each unit region 131. In other words, it is possible to output pixel signals at different frame rates between the unit areas 131. In addition, while the unit area 131 included in another area is rested while the charge accumulation (imaging) is performed in the unit area 131 included in a part area in the imaging chip 113, the predetermined area of the imaging chip 113 is reduced. Only the imaging can be performed, and the pixel signal can be output. Further, by switching an area where charge accumulation (imaging) is performed (accumulation control target area) between frames, it is possible to sequentially perform imaging in different areas of the imaging chip 113 and output a pixel signal.

図6は、図5に例示した回路に対応する撮像素子100の機能的構成を示すブロック図である。アナログのマルチプレクサ411は、単位領域131を形成する9個のPD104を順番に選択して、それぞれの画素信号を当該単位領域131に対応して設けられた出力配線308へ出力させる。マルチプレクサ411は、PD104と共に、撮像チップ113に形成される。   FIG. 6 is a block diagram illustrating a functional configuration of the image sensor 100 corresponding to the circuit illustrated in FIG. The analog multiplexer 411 sequentially selects the nine PDs 104 forming the unit area 131 and outputs each pixel signal to the output wiring 308 provided corresponding to the unit area 131. The multiplexer 411 is formed on the imaging chip 113 together with the PD 104.

マルチプレクサ411を介して出力された画素信号は、信号処理チップ111に形成された、相関二重サンプリング(CDS)・アナログ/デジタル(A/D)変換を行う信号処理回路412により、CDSおよびA/D変換が行われる。A/D変換された画素信号は、デマルチプレクサ413に引き渡され、それぞれの画素に対応する画素メモリ414に格納される。デマルチプレクサ413および画素メモリ414は、メモリチップ112に形成される。   The pixel signals output via the multiplexer 411 are converted into CDS and A / D signals by a signal processing circuit 412 formed on the signal processing chip 111 and performing correlated double sampling (CDS) / analog / digital (A / D) conversion. D conversion is performed. The A / D-converted pixel signal is delivered to a demultiplexer 413 and stored in a pixel memory 414 corresponding to each pixel. The demultiplexer 413 and the pixel memory 414 are formed on the memory chip 112.

演算回路415は、画素メモリ414に格納された画素信号を処理して後段の画像処理部に引き渡す。演算回路415は、信号処理チップ111に設けられてもよいし、メモリチップ112に設けられてもよい。なお、図6では1つの単位領域131の分の接続を示すが、実際にはこれらが単位領域131ごとに存在して、並列で動作する。ただし、演算回路415は単位領域131ごとに存在しなくてもよく、例えば、一つの演算回路415がそれぞれの単位領域131に対応する画素メモリ414の値を順に参照しながらシーケンシャルに処理してもよい。   The arithmetic circuit 415 processes the pixel signal stored in the pixel memory 414 and delivers it to the subsequent image processing unit. The arithmetic circuit 415 may be provided in the signal processing chip 111 or may be provided in the memory chip 112. In FIG. 6, connections for one unit area 131 are shown, but actually, these exist for each unit area 131 and operate in parallel. However, the arithmetic circuit 415 may not be provided for each unit area 131. For example, one arithmetic circuit 415 may perform sequential processing while sequentially referring to the value of the pixel memory 414 corresponding to each unit area 131. Good.

上記の通り、単位領域131のそれぞれに対応して出力配線308が設けられている。撮像素子100は撮像チップ113、信号処理チップ111およびメモリチップ112を積層しているので、これら出力配線308にバンプ109を用いたチップ間の電気的接続を用いることにより、各チップを面方向に大きくすることなく配線を引き回すことができる。   As described above, the output wiring 308 is provided for each of the unit regions 131. Since the image pickup device 100 has the image pickup chip 113, the signal processing chip 111, and the memory chip 112 stacked, by using the electrical connection between the chips using the bump 109 for the output wiring 308, each chip can be moved in the plane direction. The wiring can be routed without increasing the size.

<測距の説明>
図7は、撮像素子100の撮像面における焦点検出用画素の位置を例示する図である。本実施形態では、撮像チップ113のX軸方向(水平方向)に沿って離散的に焦点検出用画素が並べて設けられている。図7の例では、15本の焦点検出画素ライン60が所定の間隔で設けられる。焦点検出画素ライン60を構成する焦点検出用画素は、測距用の画像信号を出力する。撮像チップ113において焦点検出画素ライン60以外の画素位置には通常の撮像用画素が設けられている。撮像用画素は、車外監視用の画像信号を出力する。
<Explanation of distance measurement>
FIG. 7 is a diagram illustrating the positions of the focus detection pixels on the imaging surface of the imaging device 100. In the present embodiment, the focus detection pixels are arranged discretely along the X-axis direction (horizontal direction) of the imaging chip 113. In the example of FIG. 7, 15 focus detection pixel lines 60 are provided at predetermined intervals. The focus detection pixels constituting the focus detection pixel line 60 output image signals for distance measurement. Normal imaging pixels are provided at pixel positions other than the focus detection pixel line 60 in the imaging chip 113. The imaging pixel outputs an image signal for monitoring outside the vehicle.

図8は、上記焦点検出画素ライン60のうち一つのラインの一部を含む領域を拡大した図である。図8において、赤色画素R、緑色画素G(Gb、Gr)、および青色画素Bと、焦点検出用画素S1、および焦点検出用画素S2とが例示される。赤色画素R、緑色画素G(Gb、Gr)、および青色画素Bは、上述したベイヤー配列の規則にしたがって配される。   FIG. 8 is an enlarged view of a region including a part of one of the focus detection pixel lines 60. FIG. 8 illustrates a red pixel R, a green pixel G (Gb, Gr), and a blue pixel B, a focus detection pixel S1, and a focus detection pixel S2. The red pixel R, the green pixel G (Gb, Gr), and the blue pixel B are arranged according to the above-described Bayer arrangement rule.

赤色画素R、緑色画素G(Gb、Gr)、および青色画素Bについて例示した正方形状の領域は、撮像用画素の受光領域を示す。各撮像用画素は、撮像光学系31(図9)の射出瞳を通る光束を受光する。すなわち、赤色画素R、緑色画素G(Gb、Gr)、および青色画素Bはそれぞれ正方形状のマスク開口部を有し、これらのマスク開口部を通った光が撮像用画素の受光部に到達する。   The square area illustrated for the red pixel R, the green pixel G (Gb, Gr), and the blue pixel B indicates a light receiving area of the imaging pixel. Each imaging pixel receives a light beam passing through the exit pupil of the imaging optical system 31 (FIG. 9). That is, each of the red pixel R, the green pixel G (Gb, Gr), and the blue pixel B has a square mask opening, and light passing through these mask openings reaches the light receiving section of the imaging pixel. .

なお、赤色画素R、緑色画素G(Gb、Gr)、および青色画素Bの受光領域(マスク開口部)の形状は四角形に限定されず、例えば円形であってもよい。   Note that the shape of the light receiving regions (mask openings) of the red pixel R, the green pixel G (Gb, Gr), and the blue pixel B is not limited to a square, and may be, for example, a circle.

焦点検出用画素S1、および焦点検出用画素S2について例示した半円形状の領域は、焦点検出用画素の受光領域を示す。すなわち、焦点検出用画素S1は、図8において画素位置の左側に半円形状のマスク開口部を有し、このマスク開口部を通った光が焦点検出用画素S1の受光部に到達する。一方、焦点検出用画素S2は、図8において画素位置の右側に半円形状のマスク開口部を有し、このマスク開口部を通った光が焦点検出用画素S2の受光部に到達する。このように、焦点検出用画素S1および焦点検出用画素S2は、撮像光学系31(図9)の射出瞳の異なる領域を通る一対の光束をそれぞれ受光する。   The semicircular region illustrated for the focus detection pixel S1 and the focus detection pixel S2 indicates a light receiving region of the focus detection pixel. That is, the focus detection pixel S1 has a semicircular mask opening on the left side of the pixel position in FIG. 8, and light passing through the mask opening reaches the light receiving portion of the focus detection pixel S1. On the other hand, the focus detection pixel S2 has a semicircular mask opening on the right side of the pixel position in FIG. 8, and light passing through the mask opening reaches the light receiving portion of the focus detection pixel S2. As described above, the focus detection pixel S1 and the focus detection pixel S2 respectively receive a pair of light beams passing through different regions of the exit pupil of the imaging optical system 31 (FIG. 9).

なお、撮像チップ113における焦点検出画素ラインの位置は、図7に例示した位置に限定されない。また、焦点検出画素ラインの数についても、図7の例に限定されるものではない。さらに、焦点検出用画素S1および焦点検出用画素S2におけるマスク開口部の形状は半円形に限定されず、例えば撮像用画素R、撮像用画素G、撮像用画素Bにおける四角形状受光領域(マスク開口部)を横方向に分割した長方形状としてもよい。   Note that the position of the focus detection pixel line on the imaging chip 113 is not limited to the position illustrated in FIG. Also, the number of focus detection pixel lines is not limited to the example of FIG. Further, the shape of the mask opening in the focus detection pixel S1 and the focus detection pixel S2 is not limited to a semicircle, but may be, for example, a square light receiving region (a mask aperture) in the imaging pixel R, the imaging pixel G, and the imaging pixel B. ) May be formed in a rectangular shape divided in the horizontal direction.

また、撮像チップ113における焦点検出画素ラインは、撮像チップ113のY軸方向(鉛直方向)に沿って焦点検出用画素を並べて設けたものでもよい。図8のように撮像用画素と焦点検出用画素とを二次元状に配列した撮像素子は公知であり、これらの画素の詳細な図示および説明は省略する。
なお、図8の例では、焦点検出用画素S1、S2がそれぞれ焦点検出用の一対の光束のうちの一方を受光する構成、いわゆる1PD構造を説明した。この代わりに、例えば特開2007−282107号公報に開示されるように、焦点検出用画素がそれぞれ焦点検出用の一対の光束の双方を受光する構成、いわゆる2PD構造にしてもよい。このように2PD構造にすることにより、焦点検出用画素からも画像データを読み出すことが可能となり、焦点検出画素が欠陥画素になることがない。
Further, the focus detection pixel line in the imaging chip 113 may be a line in which focus detection pixels are arranged along the Y-axis direction (vertical direction) of the imaging chip 113. An image sensor in which imaging pixels and focus detection pixels are two-dimensionally arranged as shown in FIG. 8 is known, and detailed illustration and description of these pixels are omitted.
In the example of FIG. 8, the configuration in which the focus detection pixels S1 and S2 each receive one of a pair of light beams for focus detection, that is, a so-called 1PD structure has been described. Instead, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-282107, a configuration in which each focus detection pixel receives both of a pair of light beams for focus detection, that is, a so-called 2PD structure may be employed. With the 2PD structure, image data can be read from the focus detection pixels, and the focus detection pixels do not become defective pixels.

本実施形態では、焦点検出用画素S1および焦点検出用画素S2から出力される測距用の画像信号に基づいて、撮像光学系31(図9)の異なる領域を通る一対の光束による一対の像の像ズレ量(位相差)を検出することにより、撮像光学系31の焦点調節状態(デフォーカス量)を演算する。   In the present embodiment, a pair of images formed by a pair of light beams passing through different regions of the imaging optical system 31 (FIG. 9) based on the ranging image signals output from the focus detection pixels S1 and S2. By detecting the image shift amount (phase difference), the focus adjustment state (defocus amount) of the imaging optical system 31 is calculated.

一般に、上記一対の像は、撮像光学系31が予定焦点面よりも前に対象物(例えば先行車)の鮮鋭像を結ぶいわゆる前ピン状態では互いに近づき、逆に予定焦点面より後ろに対象物の鮮鋭像を結ぶいわゆる後ピン状態では互いに遠ざかる。予定焦点面において対象物の鮮鋭像を結ぶ合焦状態には、上記一対の像が相対的に一致する。したがって、一対の像の相対位置ズレ量は、対象物までの距離(奥行き情報)に対応する。   Generally, the pair of images approach each other in a so-called front focus state in which the imaging optical system 31 forms a sharp image of an object (for example, a preceding vehicle) before the planned focal plane, and conversely, the object is positioned behind the planned focal plane. In a so-called back focus state that forms a sharp image of In the in-focus state where a sharp image of the object is formed on the predetermined focal plane, the pair of images relatively match. Therefore, the relative positional deviation amount of the pair of images corresponds to the distance (depth information) to the object.

上記位相差に基づくデフォーカス量演算は、カメラの分野において公知であるので詳細な説明は省略する。ここで、デフォーカス量と対象物までの距離とは一対一で対応するため、撮像された対象物のデータごとにデフォーカス量を求めることにより、カメラ3から各対象物までの距離を求めることができる。すなわち、撮影画面の複数の位置で、それぞれ上記対象物までの距離測定(測距)が行える。デフォーカス量と対象物までの距離との関係は、あらかじめ数式またはルックアップテーブルとして用意し、不揮発性メモリ35b(図9)に格納しておく。   The calculation of the defocus amount based on the phase difference is known in the field of cameras, and a detailed description thereof will be omitted. Here, since the defocus amount and the distance to the object correspond one-to-one, the distance from the camera 3 to each object is obtained by obtaining the defocus amount for each data of the imaged object. Can be. That is, distance measurement (distance measurement) to the object can be performed at a plurality of positions on the shooting screen. The relationship between the defocus amount and the distance to the object is prepared in advance as a mathematical expression or a lookup table and stored in the nonvolatile memory 35b (FIG. 9).

<カメラの説明>
図9は、上述した撮像素子100を有するカメラ3の構成を例示するブロック図である。図9において、カメラ3は、撮像光学系31と、撮像部32と、画像処理部33と、ワークメモリ34と、制御部35と、記録部36とを有する。
<Explanation of camera>
FIG. 9 is a block diagram illustrating the configuration of the camera 3 having the above-described image sensor 100. 9, the camera 3 includes an imaging optical system 31, an imaging unit 32, an image processing unit 33, a work memory 34, a control unit 35, and a recording unit 36.

撮像光学系31は、被写界からの光束を撮像部32へ導く。撮像部32は、上記撮像素子100および駆動部32aを含み、撮像光学系31によって撮像チップ113上に結像された対象物の像を光電変換する。駆動部32aは、撮像素子100(撮像チップ113)に上述したブロック単位で独立した蓄積制御を行わせるために必要な駆動信号を生成する。上記ブロックの位置や形状、その範囲、蓄積時間などの指示は、制御装置4から駆動部32aへ送信される。   The imaging optical system 31 guides a light beam from the object scene to the imaging unit 32. The imaging unit 32 includes the imaging element 100 and the driving unit 32a, and photoelectrically converts the image of the object formed on the imaging chip 113 by the imaging optical system 31. The drive unit 32a generates a drive signal required to cause the image sensor 100 (the image pickup chip 113) to perform independent accumulation control in the above-described block units. The instructions such as the position and shape of the block, its range, and the accumulation time are transmitted from the control device 4 to the drive unit 32a.

画像処理部33は、ワークメモリ34と協働して撮像部32で撮像された画像データに対する画像処理を行う。画像処理部33は、例えば輪郭強調処理やガンマ補正などの画像処理を行う。   The image processing unit 33 performs image processing on the image data captured by the imaging unit 32 in cooperation with the work memory 34. The image processing unit 33 performs image processing such as contour enhancement processing and gamma correction.

ワークメモリ34は、画像処理前後の画像データなどを一時的に記憶する。記録部36は、不揮発性メモリなどで構成される記憶媒体に画像データなどを記録する。制御部35は、例えばCPUによって構成され、制御装置4からの制御信号に応じて、カメラ3による全体の動作を制御する。例えば、撮像部32で撮像された画像信号に基づいて所定の露出演算を行い、適正露出に必要な撮像チップ113の蓄積時間を駆動部32aへ指示する。   The work memory 34 temporarily stores image data before and after image processing. The recording unit 36 records image data and the like on a storage medium including a nonvolatile memory. The control unit 35 is configured by, for example, a CPU, and controls the entire operation of the camera 3 according to a control signal from the control device 4. For example, a predetermined exposure calculation is performed based on an image signal captured by the imaging unit 32, and the accumulation time of the imaging chip 113 required for proper exposure is instructed to the driving unit 32a.

制御部35には、測距演算部35aと、不揮発性メモリ35bとが含まれる。測距演算部35aは、上述したように撮影画面の複数の位置で、それぞれ上記対象物までの距離測定(測距)を行う。カメラ3で取得した画像データおよびカメラ3で算出した測距データは、制御装置4へ送出される(図1)。不揮発性メモリ35bは、制御部35が実行するプログラム、および測距に必要な情報を記憶する。   The control unit 35 includes a distance measurement calculation unit 35a and a nonvolatile memory 35b. The distance measurement calculation unit 35a measures the distance (distance measurement) to the object at a plurality of positions on the shooting screen as described above. The image data obtained by the camera 3 and the distance measurement data calculated by the camera 3 are sent to the control device 4 (FIG. 1). The non-volatile memory 35b stores a program executed by the control unit 35 and information necessary for distance measurement.

<撮像素子のブロック制御>
制御装置4は、カメラ3の撮像素子100(撮像チップ113)に対し、上述したブロック単位で独立した蓄積制御を行わせる。本実施形態では、例えばトンネル走行時や降雨時など走行環境が変化した場合において道路のラインを見つけやすくするため、撮像チップ113の撮像面上の異なる領域に対し、それぞれ適切な撮像条件を設定する。
<Block control of image sensor>
The control device 4 causes the image pickup device 100 (the image pickup chip 113) of the camera 3 to perform the independent accumulation control for each block described above. In the present embodiment, appropriate imaging conditions are set for different regions on the imaging surface of the imaging chip 113 in order to make it easier to find the line of the road when the traveling environment changes, for example, when traveling in a tunnel or when raining. .

図10は、撮像チップ113上に結像される被写体(対象物)の像を模式的に示す図である。実際には倒立逆像が結像されるが、分かりやすくするために正立正像として図示している。図10において、車両1が先行車84の後ろを走行中である。撮像チップ113の撮像面(撮影領域)70には、道路上に設けられた白線82a、82b、82cと、先行車84と、対向車85の像が含まれる。これらの対象物のうち、車両1が走行する車両通行帯(走行レーン)の境界を示す白線82aおよび白線82bは、制御装置4が走行路を検出する上でとくに重要な対象物である。そこで、本説明では、白線82a、82bを含む撮像領域を注目領域71と呼ぶ。   FIG. 10 is a diagram schematically illustrating an image of a subject (object) formed on the imaging chip 113. Although an inverted inverted image is actually formed, it is illustrated as an erect upright image for easy understanding. In FIG. 10, the vehicle 1 is traveling behind the preceding vehicle 84. The imaging surface (imaging area) 70 of the imaging chip 113 includes images of white lines 82a, 82b, 82c provided on the road, a preceding vehicle 84, and an oncoming vehicle 85. Among these objects, the white line 82a and the white line 82b indicating the boundary of the vehicle lane (traveling lane) in which the vehicle 1 travels are particularly important objects for the control device 4 to detect the traveling path. Therefore, in this description, the imaging region including the white lines 82a and 82b is referred to as a region of interest 71.

制御装置4は、撮像面70における注目領域71と、それ以外の領域72(非注目領域)との間に異なる条件を設定して電荷蓄積(撮像)を行わせる。ここで、撮像チップ113の撮像面70における注目領域71、非注目領域72のサイズや位置も、撮像条件の一つである。   The control device 4 sets different conditions between the attention area 71 on the imaging surface 70 and the other area 72 (non-interest area) to perform charge accumulation (imaging). Here, the size and position of the attention area 71 and the non-interest area 72 on the imaging surface 70 of the imaging chip 113 are also one of the imaging conditions.

制御装置4は、注目領域71に含まれる単位領域131(図4)に対して第1の条件を設定して撮像を制御するとともに、非注目領域72に含まれる単位領域131に対して第2の条件を設定して撮像を制御する。
なお、注目領域71、非注目領域72をそれぞれ複数設けてもよいし、注目領域71内あるいは非注目領域72内に電荷蓄積制御(撮像条件)が異なる複数の領域を設けてもよい。さらに、撮像面70の行方向および列方向において電荷蓄積(撮像)を行わせない休止領域を設けてもよい。
The control device 4 controls the imaging by setting the first condition for the unit area 131 (FIG. 4) included in the attention area 71, and controls the unit area 131 included in the non-interest area 72 to the second condition. Is set to control imaging.
Note that a plurality of regions of interest 71 and non-regions of interest 72 may be provided, or a plurality of regions having different charge accumulation controls (imaging conditions) may be provided in the region of interest 71 or the non-region of interest 72. Furthermore, a rest area in which charge accumulation (imaging) is not performed in the row direction and the column direction of the imaging surface 70 may be provided.

<フローチャートの説明>
以下、フローチャート(図11,図12)を参照して、カメラ3の制御処理および撮像条件設定を主体に説明する。図11は、制御装置4が実行するカメラ3の制御処理の全体の流れを説明するフローチャートである。図11のフローチャートによる処理を実行するためのプログラムは、制御装置4の記憶部4bに格納されている。制御装置4は、例えば車両1から電源供給が開始(システムオン)されたり、エンジンが始動されたりすると、図11による処理を行うプログラムを起動する。
<Explanation of flowchart>
Hereinafter, control processing of the camera 3 and setting of imaging conditions will be mainly described with reference to flowcharts (FIGS. 11 and 12). FIG. 11 is a flowchart illustrating an overall flow of control processing of the camera 3 executed by the control device 4. A program for executing the processing according to the flowchart in FIG. 11 is stored in the storage unit 4b of the control device 4. For example, when power supply is started from the vehicle 1 (system is turned on) or the engine is started, the control device 4 starts a program for performing the processing in FIG. 11.

図11のステップS10において、制御装置4は、フラグa=0か否かを判定する。フラグaは、初期設定が終了している場合に1、初期設定が終了していない場合に0がセットされるフラグである。制御装置4は、フラグa=0の場合にステップS10を肯定判定してステップS20へ進み、フラグa≠0の場合にステップS10を否定判定してステップS30へ進む。   In step S10 of FIG. 11, the control device 4 determines whether or not the flag a = 0. The flag a is a flag that is set to 1 when the initialization has been completed and set to 0 when the initialization has not been completed. When the flag a = 0, the control device 4 makes an affirmative decision in step S10 and proceeds to step S20, and when the flag a ≠ 0, makes a negative decision in step S10 and proceeds to step S30.

ステップS20において、制御装置4は、カメラ3へ初期設定を行ってステップS30へ進む。初期設定とは、カメラ3に所定の動作をさせるための予め定められた設定を行うものである。これにより、カメラ3が撮像素子100の撮像面の全域に同じ撮像条件を設定し、例えば毎秒60フレーム(60fps)のフレームレートで撮像を開始する。   In step S20, the control device 4 performs an initial setting for the camera 3, and proceeds to step S30. The initial setting is to perform a predetermined setting for causing the camera 3 to perform a predetermined operation. Thereby, the camera 3 sets the same imaging conditions over the entire area of the imaging surface of the imaging element 100, and starts imaging at a frame rate of, for example, 60 frames per second (60 fps).

ステップS30において、制御装置4は、撮像条件設定処理を行ってステップS40へ進む。撮像条件設定処理は、カメラ3の撮像素子100に対して注目領域71(図10)およびそれ以外の非注目領域72(図10)を設定し、それぞれの撮像条件を決定する処理をいう。撮像条件設定処理の詳細については後述する。本実施形態では、注目領域71について、非注目領域72に比べてフレームレートを高くし、ゲインを高くし、間引き率を低くし、蓄積時間を短く設定する。カメラ3は、この設定に基づいて撮像を行い、上述した距離測定(測距)を行う。
なお、注目領域71と非注目領域72との間でフレームレート、ゲイン、間引き率、蓄積時間などの全てを異ならせる必要はなく、少なくとも一つを異ならせるだけでもよい。
In step S30, the control device 4 performs an imaging condition setting process, and proceeds to step S40. The imaging condition setting process is a process of setting a region of interest 71 (FIG. 10) and the other non-region of interest 72 (FIG. 10) for the image sensor 100 of the camera 3 and determining the respective imaging conditions. Details of the imaging condition setting process will be described later. In the present embodiment, the frame rate of the attention area 71 is set higher than that of the non-interest area 72, the gain is increased, the thinning rate is reduced, and the accumulation time is set shorter. The camera 3 performs imaging based on this setting, and performs the above-described distance measurement (distance measurement).
It is not necessary to change all of the frame rate, the gain, the thinning rate, the accumulation time, and the like between the attention area 71 and the non-interest area 72, and at least one of them may be different.

図11のステップS40において、制御装置4は、撮像条件設定処理後にカメラ3で取得された画像データ、測距データ、および車両1内の各部からの情報を取得してステップS50へ進む。ステップS50において、制御装置4は、情報を表示する設定が行われているか否かを判定する。制御装置4は、表示設定が行われている場合にステップ50を肯定判定してステップS60へ進む。制御装置4は、表示設定が行われていない場合には、ステップ50を否定判定してステップS70へ進む。   In step S40 of FIG. 11, the control device 4 acquires the image data, the distance measurement data, and the information from each unit in the vehicle 1 acquired by the camera 3 after the imaging condition setting process, and proceeds to step S50. In step S50, the control device 4 determines whether or not a setting for displaying information has been made. When the display setting has been performed, the control device 4 makes an affirmative decision in step 50 and proceeds to step S60. When the display setting is not performed, the control device 4 makes a negative determination in step 50 and proceeds to step S70.

ステップS60において、制御装置4は、表示装置14(図1)に対する表示情報を送出してステップS70へ進む。表示情報は、撮像条件設定処理(S30)の中で判断された車両1の状態に応じた情報で、例えば「トンネルに入ります」、「ヘッドライトを点灯しました」というメッセージを表示装置14に表示させる。
なお、表示情報を送出する代わりに、または表示情報の送出とともに、不図示の音声再生装置へ上記メッセージを再生させるための音声信号を送出してもよい。この場合も不図示の音声再生装置として、不図示のナビゲーション装置の音声装置を用いてもよい。
In step S60, the control device 4 sends out display information to the display device 14 (FIG. 1), and proceeds to step S70. The display information is information according to the state of the vehicle 1 determined in the imaging condition setting process (S30), and for example, a message such as "entering a tunnel" or "headlight turned on" is displayed on the display device 14. Display.
Instead of transmitting the display information or together with the transmission of the display information, an audio signal for reproducing the message may be transmitted to an audio reproducing device (not shown). Also in this case, a voice device of a navigation device (not shown) may be used as a voice reproducing device (not shown).

ステップS70において、制御装置4は、オフ操作されたか否かを判定する。制御装置4は、例えば車両1からオフ信号(例えば、システムオフ信号またはエンジンのオフ信号)を受けると、ステップS70を肯定判定し、所定のオフ処理を行って図11による処理を終了する。制御装置4は、例えば車両1からオフ信号を受けない場合は、ステップS70を否定判定してステップS30へ戻る。ステップS30へ戻る場合は、上述した処理を繰り返す。   In step S70, the control device 4 determines whether or not an off operation has been performed. For example, when receiving an off signal (for example, a system off signal or an engine off signal) from the vehicle 1, the control device 4 makes an affirmative determination in step S70, performs a predetermined off process, and ends the process in FIG. For example, when not receiving the off signal from the vehicle 1, the control device 4 makes a negative determination in step S70 and returns to step S30. When returning to step S30, the above processing is repeated.

<撮像条件設定処理>
図12のフローチャートを参照して、上記撮像条件設定処理(S30)の詳細について説明する。本実施の形態では、車両1の走行環境(道路状況)の変化を5通り例示して、注目領域および非注目領域について撮像条件を決定する。
<Imaging condition setting process>
The details of the imaging condition setting processing (S30) will be described with reference to the flowchart of FIG. In the present embodiment, the imaging conditions for the attention area and the non-interest area are determined by exemplifying five changes in the traveling environment (road conditions) of the vehicle 1.

図12のステップS31において、制御装置4は、カメラ3で取得された画像データに対して上記画像処理を行ってステップS33へ進む。ステップS33において、制御装置4は、画像データから上記白線データを検出してステップS35へ進む。制御装置4は、上述したように撮影領域70中の白線82aおよび白線82bを含む領域を注目領域71とする。図10を参照して説明すると、白線82aと、白線82bと、白線82aおよび白線82b間の領域と、の3つを含む台形状の領域(破線で示す)を注目領域71とする。   In step S31 of FIG. 12, the control device 4 performs the above-described image processing on the image data acquired by the camera 3, and proceeds to step S33. In step S33, the control device 4 detects the white line data from the image data, and proceeds to step S35. The control device 4 sets the region including the white line 82a and the white line 82b in the photographing region 70 as the attention region 71 as described above. Referring to FIG. 10, a trapezoidal region (indicated by a broken line) including three of the white line 82a, the white line 82b, and the region between the white line 82a and the white line 82b is set as the attention region 71.

ステップS35において、制御装置4は、上記注目領域71を第1撮像領域71とし、第1撮像領域71以外の領域を第2撮像領域72としてステップS37へ進む。   In step S35, the control device 4 sets the noted area 71 as the first imaging area 71 and sets an area other than the first imaging area 71 as the second imaging area 72, and proceeds to step S37.

ステップS37において、制御装置4はカメラ3へ指示を送り、第1撮像領域71のフレームレートを第2撮像領域72のフレームレートよりも高く設定させる。例えば、第1撮像領域71のフレームレートを毎秒120フレーム(120fps)とし、第2撮像領域72のフレームレートを60fpsとする。これは、走行時に注目すべき対象物である白線についての情報を取得する頻度を高めるためである。以上説明したステップS37までの処理は、通常の走行環境下(例えば、日中の晴天時の走行)における処理の例である。   In step S37, the control device 4 sends an instruction to the camera 3 to set the frame rate of the first imaging area 71 higher than the frame rate of the second imaging area 72. For example, the frame rate of the first imaging area 71 is 120 frames per second (120 fps), and the frame rate of the second imaging area 72 is 60 fps. This is to increase the frequency of acquiring information on a white line, which is a target to be noted during traveling. The processing up to step S37 described above is an example of processing under a normal driving environment (for example, driving in fine daylight).

制御装置4は、走行環境が通常時と異なる場合において、上記注目領域および非注目領域についての撮像条件を変更させる。図13は、第1の走行環境(道路状況)の変化の場合の処理を例示するフローチャートである。図14は、車両1がトンネル83の入口にさしかかった場合に撮像チップ113上に結像される被写体(対象物)の像を模式的に示す図である。   The control device 4 changes the imaging conditions for the attention area and the non-interest area when the traveling environment is different from the normal environment. FIG. 13 is a flowchart illustrating a process in the case of a change in the first driving environment (road condition). FIG. 14 is a diagram schematically illustrating an image of a subject (object) formed on the imaging chip 113 when the vehicle 1 approaches the entrance of the tunnel 83.

図12のステップS110において、制御装置4は、トンネルの有無を判定する。制御装置4は、カメラ3で取得された画像にトンネルの出入り口が含まれている場合にステップS110を肯定判定して図13のステップS111へ進む。制御装置4は、カメラ3で取得された画像にトンネルの出入り口が含まれていない場合には、ステップS110を否定判定してステップS120へ進む。なお、前回の判定時にステップS110を肯定判定したが、今回ステップS110の否定判定に転じる場合、制御装置4は、後述する図13のフローチャートに基づくフレームレートの設定を解除する。   In step S110 of FIG. 12, the control device 4 determines whether there is a tunnel. When the image acquired by the camera 3 includes the entrance of the tunnel, the control device 4 makes an affirmative decision in step S110 and proceeds to step S111 in FIG. If the image acquired by the camera 3 does not include the entrance of the tunnel, the control device 4 makes a negative determination in step S110 and proceeds to step S120. Note that, when a positive determination is made in step S110 at the time of the previous determination, but the control now proceeds to a negative determination in step S110, the control device 4 cancels the setting of the frame rate based on the flowchart of FIG.

図13のステップS111において、制御装置4は、カメラ3で取得された画像からトンネル83の外部の明部分とトンネル83の内部の暗部分とを検出してステップS112へ進む。例えば、図14に例示した被写体像から明部分と暗部分(斜線)とを検出する。   In step S111 of FIG. 13, the control device 4 detects a bright portion outside the tunnel 83 and a dark portion inside the tunnel 83 from the image acquired by the camera 3, and proceeds to step S112. For example, a bright portion and a dark portion (oblique lines) are detected from the subject image illustrated in FIG.

図13のステップS112において、制御装置4は、図14に示すように、第1撮像領域71のうち暗部分の領域を第3撮像領域71aとし、第1撮像領域71のうち第3撮像領域71aを除く領域を残領域71bとする。すなわち、第1撮像領域71は、第3撮像領域71aと残領域71bとに分けられる。   In step S112 in FIG. 13, the control device 4 sets the dark area of the first imaging area 71 as the third imaging area 71a and sets the third imaging area 71a in the first imaging area 71 as shown in FIG. The region excluding is referred to as a remaining region 71b. That is, the first imaging region 71 is divided into a third imaging region 71a and a remaining region 71b.

ステップS113において、制御装置4はカメラ3へ指示を送り、第3撮像領域71aのフレームレートを残領域71bのフレームレートよりも低く設定させる。制御装置4は、例えば、第3撮像領域71aのフレームレートを60fpsに低下させる。これは、トンネル83内部の暗い第3撮像領域71aから明瞭な画像情報を得るためである。一方、残領域71bのフレームレートは120fpsのままとする。   In step S113, the control device 4 sends an instruction to the camera 3 to set the frame rate of the third imaging area 71a lower than the frame rate of the remaining area 71b. The control device 4 reduces, for example, the frame rate of the third imaging region 71a to 60 fps. This is to obtain clear image information from the dark third imaging region 71a inside the tunnel 83. On the other hand, the frame rate of the remaining area 71b is kept at 120 fps.

ステップS114において、制御装置4はさらに、図14に示すように、第2撮像領域72のうち暗部分の領域を第4撮像領域72aとし、第2撮像領域72のうち第4撮像領域72aを除く領域を残領域72bとする。すなわち、第2撮像領域72は、第4撮像領域72aと残領域72bとに分けられる。   In step S114, the control device 4 further sets the dark area of the second imaging area 72 as the fourth imaging area 72a and excludes the fourth imaging area 72a of the second imaging area 72, as shown in FIG. The area is referred to as a remaining area 72b. That is, the second imaging region 72 is divided into a fourth imaging region 72a and a remaining region 72b.

ステップS115において、制御装置4はカメラ3へ指示を送り、第4撮像領域72aのフレームレートを残領域72bのフレームレートよりも低く設定させる。制御装置4は、例えば、第4撮像領域72aのフレームレートを30fpsに低下させる。これは、トンネル83内部の暗い第4撮像領域72aから、明瞭な画像情報を得るためである。そして、制御装置4はステップS40(図11)へ進む。
なお、上記の説明ではトンネル入口の場合について説明したが、トンネル出口の場合にも同様である。ただし、トンネル入口の場合とトンネル出口の場合とでは、画像における明部分と暗部分との関係が逆で、トンネル内から見たトンネル外部の像が明部分になる。
In step S115, the control device 4 sends an instruction to the camera 3 to set the frame rate of the fourth imaging area 72a lower than the frame rate of the remaining area 72b. The control device 4 reduces, for example, the frame rate of the fourth imaging region 72a to 30 fps. This is to obtain clear image information from the dark fourth imaging region 72a inside the tunnel 83. Then, control device 4 proceeds to step S40 (FIG. 11).
In the above description, the case of the tunnel entrance has been described, but the same applies to the case of the tunnel exit. However, in the case of the tunnel entrance and the case of the tunnel exit, the relationship between the bright part and the dark part in the image is reversed, and the image outside the tunnel viewed from inside the tunnel becomes the bright part.

図15は、第2の走行環境(道路状況)の変化の場合の処理を例示するフローチャートである。図16は、車両1がヘッドライト(前照灯)を点灯した場合に撮像チップ113上に結像される被写体(対象物)の像を模式的に示す図であり、図16(a) はハイビーム時を示し、図16(b) はロービーム時を示す。   FIG. 15 is a flowchart illustrating a process in the case of a change in the second traveling environment (road condition). FIG. 16 is a diagram schematically illustrating an image of a subject (object) formed on the imaging chip 113 when the vehicle 1 turns on the headlights (headlights). FIG. FIG. 16B shows a high beam state, and FIG. 16B shows a low beam state.

図12のステップ120において、制御装置4は、前照灯の点灯の有無を判定する。制御装置4は、カメラ3で取得された画像に前照灯による明部分が含まれている場合にステップS120を肯定判定して図15のステップS121へ進む。制御装置4は、カメラ3で取得された画像に前照灯による明部分が含まれていない場合には、ステップS120を否定判定してステップS130へ進む。制御装置4は、前回の判定時にステップS120を肯定判定したが、今回ステップS120の否定判定に転じる場合、後述する図15のフローチャートに基づくフレームレートの設定を解除する。   In step 120 of FIG. 12, the control device 4 determines whether or not the headlight is turned on. The control device 4 makes an affirmative determination in step S120 when the image acquired by the camera 3 includes a bright portion by the headlight, and proceeds to step S121 in FIG. When the image acquired by the camera 3 does not include the bright part of the headlight, the control device 4 makes a negative determination in step S120 and proceeds to step S130. The control device 4 makes an affirmative determination in step S120 at the time of the previous determination, but when the control now turns to a negative determination in step S120, the controller 4 cancels the setting of the frame rate based on the flowchart of FIG.

なお、画像における明部分の検出に基づいて前照灯の点灯ありを判定する代わりに、運転者による点灯操作に基づいて点灯ありを判定してもよい。この場合の制御装置4は、ビーム切換えスイッチ18がハイビーム側に切換えられている場合において、図16(a) における照射領域86aの位置をカメラ3で取得された画像の明部分として扱う。また、制御装置4は、ビーム切換えスイッチ18がロービーム側に切換えられている場合において、図16(b) における照射領域86bの位置をカメラ3で取得された画像の明部分として扱う。
図15のステップS121において、制御装置4は、カメラ3で取得された画像から前照灯による照射領域(上記明部分に対応)を検出してステップS122へ進む。
In addition, instead of determining whether the headlight is on based on the detection of a bright portion in the image, the presence of lighting may be determined based on a lighting operation by the driver. In this case, the control device 4 treats the position of the irradiation area 86a in FIG. 16A as a bright portion of the image acquired by the camera 3 when the beam switch 18 is switched to the high beam side. When the beam switch 18 is switched to the low beam side, the controller 4 treats the position of the irradiation area 86b in FIG. 16B as a bright portion of the image acquired by the camera 3.
In step S121 in FIG. 15, the control device 4 detects an irradiation area (corresponding to the bright portion) by the headlight from the image acquired by the camera 3, and proceeds to step S122.

ステップS122において、制御装置4は、ビーム切換えスイッチ18がハイビーム側に切換えられている場合、図16(a) に示すように、第1撮像領域73と照射領域86aとが重なり合う領域を第5撮像領域73aとし、第1撮像領域73のうち第5撮像領域73aを除く領域を残領域73bとする。すなわち、第1撮像領域73は、第5撮像領域73aと残領域73bとに分けられる。   In step S122, when the beam changeover switch 18 has been switched to the high beam side, the control device 4 performs fifth imaging on the area where the first imaging area 73 and the irradiation area 86a overlap as shown in FIG. A region 73a is defined, and a region of the first imaging region 73 excluding the fifth imaging region 73a is defined as a remaining region 73b. That is, the first imaging region 73 is divided into a fifth imaging region 73a and a remaining region 73b.

ステップS123において、制御装置4はカメラ3へ指示を送り、第5撮像領域73aのフレームレートを残領域73bのフレームレートよりも高く設定させる。制御装置4は、例えば、残領域73bのフレームレートが60fpsであった場合に、第5撮像領域73aのフレームレートを120fpsへ上昇させる。これは、ハイビーム時に照明されて明るくなった第5撮像領域73aから画像情報を取得する頻度を高めるためである。   In step S123, the control device 4 sends an instruction to the camera 3 to set the frame rate of the fifth imaging area 73a to be higher than the frame rate of the remaining area 73b. For example, when the frame rate of the remaining area 73b is 60 fps, the control device 4 increases the frame rate of the fifth imaging area 73a to 120 fps. This is to increase the frequency of acquiring image information from the fifth imaging region 73a that has been illuminated and brightened during the high beam.

ステップS124において、制御装置4はさらに、図16(a) に示すように、第2撮像領域74と照射領域86aとが重なり合う領域を第6撮像領域74aとし、第2撮像領域74のうち第6撮像領域74aを除く領域を残領域74bとする。すなわち、第2撮像領域74は、第6撮像領域74aと残領域74bとに分けられる。   In step S124, the control device 4 further sets a region where the second imaging region 74 and the irradiation region 86a overlap with each other as a sixth imaging region 74a as shown in FIG. An area excluding the imaging area 74a is referred to as a remaining area 74b. That is, the second imaging region 74 is divided into a sixth imaging region 74a and a remaining region 74b.

ステップS125において、制御装置4はカメラ3へ指示を送り、第6撮像領域74aのフレームレートを残領域74bのフレームレートよりも高く設定させる。例えば、残領域74bのフレームレートが60fpsであった場合に、第6撮像領域74aのフレームレートを120fpsに上昇させる。ハイビーム時に照明されて明るくなった第6撮像領域74aから画像情報を取得する頻度を高めるためである。そして、制御装置4はステップS40(図11)へ進む。   In step S125, the control device 4 sends an instruction to the camera 3 to set the frame rate of the sixth imaging region 74a higher than the frame rate of the remaining region 74b. For example, when the frame rate of the remaining area 74b is 60 fps, the frame rate of the sixth imaging area 74a is increased to 120 fps. This is to increase the frequency of acquiring image information from the sixth imaging region 74a that has been illuminated and brightened during the high beam. Then, control device 4 proceeds to step S40 (FIG. 11).

図16(a) を参照してハイビーム時を説明したが、ロービーム時にも同様に行うことができる。ビーム切換えスイッチ18がロービーム側に切換えられている場合、図16(b) において照射領域86bが被写体像の明部分に対応する。そして、図16(a) と図16(b) との対比において、第5撮像領域73aが第5撮像領域73cに対応し、残領域73bが残領域73dに対応し、第6撮像領域74aが第6撮像領域74cに対応し、残領域74bが残領域74dに対応する。   Although the case of the high beam has been described with reference to FIG. 16A, the same can be applied to the case of the low beam. When the beam changeover switch 18 is set to the low beam side, the irradiation area 86b in FIG. 16B corresponds to a bright portion of the subject image. Then, in the comparison between FIG. 16A and FIG. 16B, the fifth imaging region 73a corresponds to the fifth imaging region 73c, the remaining region 73b corresponds to the remaining region 73d, and the sixth imaging region 74a corresponds to The remaining area 74b corresponds to the sixth imaging area 74c, and the remaining area 74b corresponds to the remaining area 74d.

図17は、第3の走行環境(道路状況)の変化の場合の処理を例示するフローチャートである。図18は、先行車84がテールランプ(尾灯)を点灯している場合に撮像チップ113上に結像される被写体(対象物)の像を模式的に示す図である。   FIG. 17 is a flowchart illustrating a process in the case of a change in the third driving environment (road condition). FIG. 18 is a diagram schematically illustrating an image of a subject (target object) formed on the imaging chip 113 when the preceding vehicle 84 turns on the tail lamp (tail lamp).

図12のステップ130において、制御装置4は、先行車84のテールランプを認識したか否かを判定する。制御装置4は、カメラ3で取得された画像から点灯状態のテールランプを認識した場合にステップS130を肯定判定して図17のステップS131へ進む。制御装置4は、カメラ3で取得された画像から点灯状態のテールランプを認識しない場合には、ステップS130を否定判定してステップS140へ進む。なお、前回の判定時にステップS130を肯定判定したが、今回ステップS130の否定判定に転じる場合、制御装置4は、後述する図17のフローチャートに基づくフレームレートの設定を解除する。   In step 130 of FIG. 12, the control device 4 determines whether or not the tail lamp of the preceding vehicle 84 has been recognized. When the control device 4 recognizes the lit tail lamp from the image acquired by the camera 3, the control device 4 makes an affirmative determination in step S130 and proceeds to step S131 in FIG. When the control device 4 does not recognize the lit tail lamp from the image acquired by the camera 3, the control device 4 makes a negative determination in step S130 and proceeds to step S140. When the determination in step S130 is affirmative at the time of the previous determination, but the control now proceeds to the negative determination in step S130, the control device 4 cancels the setting of the frame rate based on the flowchart of FIG. 17 described later.

図17のステップS131において、制御装置4は、カメラ3で取得された画像から先行車84のテールランプを検出してステップS132へ進む。図18において、テールランプ84aの像が、図18の第1撮像領域75ではなく第2撮像領域76に含まれている。   In step S131 of FIG. 17, the control device 4 detects the tail lamp of the preceding vehicle 84 from the image acquired by the camera 3, and proceeds to step S132. In FIG. 18, the image of the tail lamp 84a is included in the second imaging region 76 instead of the first imaging region 75 of FIG.

図17のステップS132において、制御装置4は、先行車84のテールランプ84aの像を含む所定の領域、例えば、両サイドのテールランプ84aを含む長方形の領域を第7撮像領域87とする。ステップS133において、制御装置4は、この第7撮像領域87を第1撮像領域75と同一条件で電荷蓄積制御を行うため、第7撮像領域87を第2撮像領域76から切り離して既設の第1撮像領域75へ組み入れる。なお、第7撮像領域87の形状は、長方形に限らず、両サイドのテールランプ84aを含む楕円形や台形でもよい。   In step S132 of FIG. 17, the control device 4 sets a predetermined area including the image of the tail lamp 84a of the preceding vehicle 84, for example, a rectangular area including the tail lamps 84a on both sides as the seventh imaging area 87. In step S133, the control device 4 separates the seventh imaging region 87 from the second imaging region 76 to perform the charge accumulation control under the same condition as that of the first imaging region 75. It is incorporated into the imaging area 75. The shape of the seventh imaging region 87 is not limited to a rectangle, but may be an ellipse or a trapezoid including tail lamps 84a on both sides.

制御装置4はさらに、カメラ3へ指示を送り、第7撮像領域87のフレームレートを第1撮像領域75と同一のフレームレートに設定させる。例えば、第1撮像領域75のフレームレートが120fpsであった場合、第7撮像領域87のフレームレートも120fpsに上昇させる。これは、先行車84に対応する第7撮像領域87ついて、画像情報を取得する頻度を高めるためである。そして、制御装置4はステップS40(図11)へ進む。   The control device 4 further sends an instruction to the camera 3 to set the frame rate of the seventh imaging area 87 to the same frame rate as that of the first imaging area 75. For example, when the frame rate of the first imaging area 75 is 120 fps, the frame rate of the seventh imaging area 87 is also increased to 120 fps. This is to increase the frequency of acquiring image information for the seventh imaging region 87 corresponding to the preceding vehicle 84. Then, control device 4 proceeds to step S40 (FIG. 11).

図19は、第4の走行環境(道路状況)の変化の場合の処理を例示するフローチャートである。図20は、降雨が検出された場合に撮像チップ113上に結像される被写体(対象物)の像を模式的に示す図である。   FIG. 19 is a flowchart illustrating a process in the case of a change in the fourth traveling environment (road condition). FIG. 20 is a diagram schematically illustrating an image of a subject (object) formed on the imaging chip 113 when rainfall is detected.

図12のステップS140において、制御装置4は、降雨センサ19(図1)からの降雨情報の有無を判定する。制御装置4は、降雨情報が入力されている場合にステップS140を肯定判定して図19のステップS141へ進む。制御装置4は、降雨情報が入力されない場合には、ステップS140を否定判定してステップS150へ進む。なお、前回の判定時にステップS140を肯定判定したが、今回ステップS140の否定判定に転じる場合、制御装置4は、後述する図19のフローチャートに基づくフレームレートの設定を解除する。   In step S140 of FIG. 12, the control device 4 determines whether there is rainfall information from the rainfall sensor 19 (FIG. 1). When rainfall information has been input, the control device 4 makes an affirmative determination in step S140, and proceeds to step S141 in FIG. When rainfall information is not input, control device 4 makes a negative determination in step S140 and proceeds to step S150. Note that, when the determination in step S140 is affirmative at the time of the previous determination, but the process now turns to a negative determination at step S140, the control device 4 cancels the setting of the frame rate based on the flowchart of FIG.

一般に、降雨時は道路面が濡れるため、道路上に引かれた白線が識別し難くなる。具体的には、乾燥路面に比べて白線部分と白線以外の部分との間のコントラストが低下する。   Generally, during rainfall, the road surface becomes wet, so that it is difficult to identify a white line drawn on the road. Specifically, the contrast between the white line portion and the portion other than the white line is reduced as compared with the dry road surface.

図19のステップS141において、制御装置4は、図12のステップS35の場合と同様に、撮像チップ113上に結像される被写体(対象物)の像において注目領域を第1撮像領域77とし、第1撮像領域77以外の領域を第2撮像領域78として両者を分け、ステップS142へ進む。図20を参照して説明すると、制御装置4は、白線82aと、白線82bと、白線82aおよび白線82b間の領域と、を含む台形状の領域を第1撮像領域77とし、第1撮像領域77以外の領域を第2撮像領域78とする。   In step S141 of FIG. 19, the control device 4 sets the attention area in the image of the subject (object) formed on the imaging chip 113 as the first imaging area 77, as in step S35 of FIG. An area other than the first imaging area 77 is defined as a second imaging area 78 to divide them, and the process proceeds to step S142. 20, the control device 4 sets a trapezoidal region including the white line 82a, the white line 82b, and the region between the white line 82a and the white line 82b as the first imaging region 77, An area other than 77 is defined as a second imaging area 78.

図19のステップS142において、制御装置4はカメラ3へ指示を送り、第1撮像領域77のフレームレートを、第1撮像領域71(図10)の場合のフレームレートよりも低く設定させる。例えば、第1撮像領域71のフレームレートが120fpsである場合に、第1撮像領域77のフレームレートを60fpsに変更する。これは、路面が濡れて白色部分の輝度が低下した第1撮像領域77から明瞭な画像情報を得るためである。そして、制御装置4は図12のステップS150へ進む。
なお、このようにフレームレートを低下させる代わりに、諧調カーブの調整により画像のコントラストを高めてもよい。
また、同様の理由で、第2撮像領域78のフレームレートを第2撮像領域72(図10)の場合のフレームレートよりも低く設定させてもよいし、階調カーブの調整により画像のコントラストを高めてもよい。
In step S142 of FIG. 19, the control device 4 sends an instruction to the camera 3 to set the frame rate of the first imaging region 77 to be lower than the frame rate of the first imaging region 71 (FIG. 10). For example, when the frame rate of the first imaging area 71 is 120 fps, the frame rate of the first imaging area 77 is changed to 60 fps. This is to obtain clear image information from the first imaging region 77 in which the brightness of the white portion is reduced due to the wet road surface. Then, control device 4 proceeds to step S150 in FIG.
Instead of lowering the frame rate, the contrast of the image may be increased by adjusting the gradation curve.
For the same reason, the frame rate of the second imaging region 78 may be set lower than the frame rate of the second imaging region 72 (FIG. 10), or the contrast of the image may be reduced by adjusting the gradation curve. May be increased.

図21は、第5の走行環境(道路状況)の変化の場合の処理を例示するフローチャートである。図22は、進路の変更が検出された場合に撮像チップ113上に結像される被写体(対象物)の像を模式的に示す図である。図22(a) は、車線変更前の被写体像を示し、図22(b) は、車線変更中の被写体像を示す。   FIG. 21 is a flowchart illustrating a process in the case of a change in the fifth driving environment (road condition). FIG. 22 is a diagram schematically illustrating an image of a subject (object) formed on the imaging chip 113 when a change in the course is detected. FIG. 22A shows the subject image before the lane change, and FIG. 22B shows the subject image during the lane change.

図12のステップ150において、制御装置4は、車線変更に関する情報の有無を判定する。不図示のナビゲーション装置は、GPS装置15から入力された位置情報を地図情報と照らし合わせることにより、例えば、車両1がどの道路(どの走行レーン)をどの向きへ走行するべきかについてルート案内を行う。制御装置4には、車両1の車線変更が必要な場合に上記ナビゲーション装置から車線の変更指示が入力される。制御装置4は、車線変更指示が入力された場合にステップS150を肯定判定して図21のステップS151へ進む。制御装置4は、車線変更指示が入力されない場合には、ステップS150を否定判定して図11のステップS40へ進む。なお、前回の判定時にステップS150を肯定判定したが、今回ステップS150の否定判定に転じる場合、制御装置4は、後述する図21のフローチャートに基づくフレームレートの設定を解除する。   In step 150 of FIG. 12, the control device 4 determines whether there is information on lane change. The navigation device (not shown) performs route guidance on which road (which lane) the vehicle 1 should travel in, for example, by comparing the position information input from the GPS device 15 with the map information. . When a lane change of the vehicle 1 is necessary, a lane change instruction is input to the control device 4 from the navigation device. When a lane change instruction is input, control device 4 makes an affirmative determination in step S150 and proceeds to step S151 in FIG. If a lane change instruction is not input, control device 4 makes a negative determination in step S150 and proceeds to step S40 in FIG. When the determination in step S150 is affirmative at the time of the previous determination, but the control now proceeds to the negative determination in step S150, the control device 4 cancels the setting of the frame rate based on the flowchart of FIG.

図21のステップS151において、制御装置4は、撮像チップ113上に結像される被写体(対象物)の像において以下のように第1撮像領域79の変更を行う。   In step S151 in FIG. 21, the control device 4 changes the first imaging region 79 in the image of the subject (object) formed on the imaging chip 113 as follows.

図22(a) を参照して説明すると、制御装置4は、図20の場合と同様に、白線87aと、白線87bと、白線87aおよび白線87b間の領域と、を含む台形状の領域を第1撮像領域79とし、第1撮像領域79以外の領域を第2撮像領域80とする。   Referring to FIG. 22 (a), the control device 4 determines a trapezoidal region including a white line 87a, a white line 87b, and a region between the white line 87a and the white line 87b as in the case of FIG. The first imaging region 79 is defined as a region other than the first imaging region 79, and the second imaging region 80 is defined as a second imaging region 80.

GPS装置15から入力された位置情報が車線変更位置に該当する場合、制御装置4は、以下のように第1撮像領域79を第1撮像領域79Aへ変更する。図22(b) を参照して説明すると、新たな注目領域は、車線変更先の通行帯を規定する白線87bと、白線87cとなるので、第1撮像領域79Aは、白線87b、87cを含む台形状である。制御装置4は、図22(a) に示す第1撮像領域79から図22(b) に示す第1撮像領域79Aへと徐々に撮像領域をずらす。このように撮像領域をずらす処理は、車線変更に伴う被写界の変化に応じて連続的に行われる。
なお、撮像領域をずらす動作の代わりに、第1撮像領域79Aを含むように第1撮像領域79を拡大させてもよい。
When the position information input from the GPS device 15 corresponds to the lane change position, the control device 4 changes the first imaging region 79 to the first imaging region 79A as described below. Referring to FIG. 22 (b), the new regions of interest are the white line 87b and the white line 87c that define the lane change destination, so the first imaging region 79A includes the white lines 87b and 87c. It is trapezoidal. The control device 4 gradually shifts the imaging region from the first imaging region 79 shown in FIG. 22A to the first imaging region 79A shown in FIG. 22B. The process of shifting the imaging region in this manner is continuously performed according to the change in the scene due to the lane change.
Note that instead of the operation of shifting the imaging region, the first imaging region 79 may be enlarged to include the first imaging region 79A.

図21のステップS152において、制御装置4はカメラ3へ指示を送り、新たに設定した第1撮像領域79Aのフレームレートを第1撮像領域79と同一のフレームレートに設定させる。これにより、進路変更を行う場合における車線変更先である注目領域のフレームレートを、車線変更前における注目領域のフレームレートと同一に保つことができる。そして、制御装置4はステップS40(図11)へ進む。   In step S152 of FIG. 21, the control device 4 sends an instruction to the camera 3 to cause the newly set frame rate of the first imaging region 79A to be set to the same frame rate as the first imaging region 79. This makes it possible to keep the frame rate of the attention area, which is the lane change destination, when changing the course, the same as the frame rate of the attention area before the lane change. Then, control device 4 proceeds to step S40 (FIG. 11).

上述した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
(1)制御装置4は、カメラ3において白線82a、82bを含む第1撮像領域71と、第1撮像領域71以外の第2撮像領域72とを設定し、第1撮像領域71の撮影条件を、第2撮像領域72の撮影条件と異ならせて設定する。例えば、第1撮像領域71のフレームレートを第2撮像領域72のフレームレートよりも高く設定するので、カメラ3で取得された画像において白線82a、82bを確実に認識し得る。また、白線82a、82bの認識に寄与しない第2撮像領域72のフレームレートを低くするので、カメラ3の消費電力を低減し、発熱を抑制できる。
フレームレートが高いと蓄積時間は短くなり、フレームレートが低いと蓄積時間は長くなる。
According to the above-described embodiment, the following operation and effect can be obtained.
(1) The control device 4 sets the first imaging region 71 including the white lines 82a and 82b and the second imaging region 72 other than the first imaging region 71 in the camera 3, and sets the imaging conditions of the first imaging region 71. Are set differently from the imaging conditions of the second imaging region 72. For example, since the frame rate of the first imaging region 71 is set higher than the frame rate of the second imaging region 72, the white lines 82a and 82b can be reliably recognized in the image acquired by the camera 3. In addition, since the frame rate of the second imaging region 72 that does not contribute to the recognition of the white lines 82a and 82b is reduced, the power consumption of the camera 3 can be reduced and heat generation can be suppressed.
When the frame rate is high, the accumulation time is short, and when the frame rate is low, the accumulation time is long.

(2)制御装置4は、車両1の走行環境が変化した時でも、第1撮像領域71内の明暗に応じて第1撮像領域71を2つの撮像領域に分け、それぞれの撮像領域においてフレームレートを異ならせたので、カメラ3で取得された画像において白線82a、82bを確実に認識し続けることができる。
例えば、図14に示したトンネル83の入口の場合、第1撮像領域71内の暗部分を第3撮像領域71aとし、それ以外の領域を残領域71bにするとともに、第3撮像領域71aのフレームレートを残領域71bのフレームレートよりも低く設定したので、カメラ3で取得された画像において第3撮像領域71a内の白線82a、82bを明瞭に認識し得る。第2撮像領域72についても第1撮像領域71と同様の制御を行うことにより、カメラ3で取得された画像において走行に関係ある撮像領域を明瞭に認識し得る。
(2) Even when the traveling environment of the vehicle 1 changes, the control device 4 divides the first imaging region 71 into two imaging regions according to the brightness in the first imaging region 71, and sets the frame rate in each of the imaging regions. , The white lines 82a and 82b can be reliably recognized in the image acquired by the camera 3.
For example, in the case of the entrance of the tunnel 83 shown in FIG. 14, the dark portion in the first imaging region 71 is set as the third imaging region 71a, the other region is set as the remaining region 71b, and the frame of the third imaging region 71a is set. Since the rate is set lower than the frame rate of the remaining area 71b, the white lines 82a and 82b in the third imaging area 71a can be clearly recognized in the image acquired by the camera 3. By performing the same control for the second imaging region 72 as for the first imaging region 71, the imaging region related to traveling can be clearly recognized in the image acquired by the camera 3.

また、例えば図16(a) に示したハイビーム点灯時の場合、第1撮像領域73と照射領域86aとが重なり合う領域を第5撮像領域73aとし、それ以外の領域を残領域73bにするとともに、第5撮像領域73aのフレームレートを残領域73bのフレームレートよりも高く設定したので、カメラ3で取得された画像において第5撮像領域73a内の白線82a、82bを確実に認識し得る。第2撮像領域72についても第1撮像領域71と同様の制御を行うことにより、カメラ3で取得された画像において走行に関係ある撮像領域の情報量を増やすことができる。   For example, in the case of the high beam lighting shown in FIG. 16A, an area where the first imaging area 73 and the irradiation area 86a overlap is defined as a fifth imaging area 73a, and other areas are defined as remaining areas 73b. Since the frame rate of the fifth imaging region 73a is set higher than the frame rate of the remaining region 73b, the white lines 82a and 82b in the fifth imaging region 73a can be reliably recognized in the image acquired by the camera 3. By performing the same control for the second imaging region 72 as for the first imaging region 71, it is possible to increase the information amount of the imaging region related to traveling in the image acquired by the camera 3.

(3)車両1の走行環境の変化例として、先行車84のテールランプを認識した場合(図18)、両サイドのテールランプ84aを含む領域を第7撮像領域87とし、第7撮像領域87のフレームレートを第1撮像領域75のフレームレートに等しくすることにより、カメラ3で取得された画像において先行車84のテールランプ84aの像を確実に認識し得る。 (3) As an example of a change in the traveling environment of the vehicle 1, when the tail lamp of the preceding vehicle 84 is recognized (FIG. 18), the area including the tail lamps 84a on both sides is set as the seventh imaging area 87, and the frame of the seventh imaging area 87 is set. By making the rate equal to the frame rate of the first imaging region 75, the image of the tail lamp 84a of the preceding vehicle 84 can be reliably recognized in the image acquired by the camera 3.

(4)車両1の走行環境の変化例として、降雨が検出された場合(図20)、第1撮像領域77のフレームレートを降雨前のフレームレートよりも低く設定するので、カメラ3で取得された画像において、濡れた路面でコントラストが低下した白線82a、82bを認識しやすくすることができる。 (4) As an example of a change in the traveling environment of the vehicle 1, when rainfall is detected (FIG. 20), the frame rate of the first imaging region 77 is set lower than the frame rate before rainfall. In the image, the white lines 82a and 82b having reduced contrast on a wet road surface can be easily recognized.

(5)車両1の走行環境の変化例として、車線変更する場合(図22)、車線変更先の白線87b、87cを含む第1撮像領域79Aのフレームレートを、車線変更前の第1撮像領域79のフレームレートと同一に設定するので、車線変更前後における第1撮像領域のフレームレートを一定に保ち、カメラ3で取得された画像において車線変更前後における白線を確実に認識し得る。 (5) As an example of a change in the traveling environment of the vehicle 1, when changing lanes (FIG. 22), the frame rate of the first imaging area 79A including the white lines 87b and 87c at the lane change destination is set to the first imaging area before the lane change. Since the frame rate is set to be the same as the frame rate of 79, the frame rate of the first imaging region before and after the lane change is kept constant, and the white line before and after the lane change can be reliably recognized in the image acquired by the camera 3.

次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
(変形例1)
上述した実施形態では、制御装置4の制御によってカメラ3を制御する例を説明したが、カメラ3の制御の一部をカメラ3の制御部35によって行う構成にしてもよい。
また、上記実施形態では、撮影条件のうち主にフレームレートについて記述したが、フレームレート以外の撮影条件について、撮影(撮像)領域毎に変更してもよい。
The following modifications are also within the scope of the present invention, and one or more of the modifications can be combined with the above-described embodiment.
(Modification 1)
In the above-described embodiment, an example in which the camera 3 is controlled by the control of the control device 4 has been described. However, a configuration in which part of the control of the camera 3 is performed by the control unit 35 of the camera 3 may be employed.
Further, in the above embodiment, the frame rate is mainly described among the shooting conditions. However, the shooting conditions other than the frame rate may be changed for each shooting (imaging) area.

(変形例2)
上述した説明では、道路に沿って路面に引かれた白線を注目すべき対象物として認識する例を説明したが、白線に限らず、道路に沿って設けられたガードレールや縁石なども、注目すべき対象物としてのラインに含めてよい。
(Modification 2)
In the above description, an example has been described in which a white line drawn on a road surface along a road is recognized as a target object. However, not only white lines but also guardrails and curbs provided along the road are also noted. It may be included in the line as the target object.

(変形例3)
上記実施形態では、撮像面70を、台形状の第1撮像領域と、第1撮像領域以外の第2撮像領域と、の2つに分けて、それぞれのフレームレートを異ならせる例を説明した。この代わりに、撮像面70を、第1撮像領域と、第2撮像領域と、第3撮像領域と、の3つ以上の撮像領域に分けて、各撮像領域のフレームレートを異ならせてもよい。
また、上記実施形態では、第1撮像領域と第2撮像領域とをさらに、それぞれ2つの撮像領域に分ける例を説明した。この代わりに、上記第1撮像領域と上記第2撮像領域とをそれぞれを3つ以上の撮像領域に分けて、3つ以上に細分化された撮像領域ごとのフレームレートを異ならせるようにしてもよい。
(Modification 3)
In the above-described embodiment, an example has been described in which the imaging surface 70 is divided into a trapezoidal first imaging region and a second imaging region other than the first imaging region, and the respective frame rates are different. Instead, the imaging surface 70 may be divided into three or more imaging regions of a first imaging region, a second imaging region, and a third imaging region, and the frame rates of the imaging regions may be different. .
In the above-described embodiment, an example in which the first imaging region and the second imaging region are further divided into two imaging regions has been described. Instead, each of the first imaging region and the second imaging region may be divided into three or more imaging regions, and the frame rates of the three or more subdivided imaging regions may be different. Good.

(変形例4)
上記実施形態では、制御装置4が、不図示のナビゲーション装置からの車線変更指示を入力したことをトリガにして、図22(a) に示す第1撮像領域79から図22(b) に示す第1撮像領域79Aへ徐々に撮像領域をずらすようにした。この代わりに、車線変更を行うタイミングを制御装置4で判断するようにしてもよい。制御装置4は、車線変更を行う地点情報の供給を車両1のカーナビゲーション装置から受けたり、地点情報を記憶部4bにあらかじめ記憶したりしておく。制御装置4は、GPS装置15から入力した位置情報が、車線変更を行う地点情報と合致する場合に、車線変更を判断する。車線変更を判断した制御装置4は、カメラ3で取得された画像に車線変更先の通行帯を検出すると、図22(a) に示す第1撮像領域79から図22(b) に示す第1撮像領域79Aへ撮像領域をずらす。
(Modification 4)
In the above-described embodiment, the control device 4 is triggered by input of a lane change instruction from a navigation device (not shown) to trigger the first imaging region 79 shown in FIG. 22 (a) to the first imaging region 79 shown in FIG. 22 (b). The imaging area was gradually shifted to one imaging area 79A. Instead, the timing at which the lane change is performed may be determined by the control device 4. The control device 4 receives supply of point information for changing lanes from the car navigation device of the vehicle 1 or stores point information in the storage unit 4b in advance. The control device 4 determines lane change when the position information input from the GPS device 15 matches the point information at which the lane change is performed. When detecting the lane change, the control device 4 detects the lane change destination lane in the image acquired by the camera 3 and then moves from the first imaging region 79 shown in FIG. 22 (a) to the first imaging region 79 shown in FIG. 22 (b). The imaging area is shifted to the imaging area 79A.

(変形例5)
以上の説明では、カメラ3で行う距離測定として、撮像素子100に備えられている焦点検出用画素からの画像信号を用いた測距演算により算出する手法を用いたが、ステレオカメラによる2枚の画像を用いて距離測定を行う手法を用いてもよい。また、カメラ3と別にミリ波レーダを用いて距離測定を行う手法を用いてもよい。
(Modification 5)
In the above description, as the distance measurement performed by the camera 3, a method of calculating by distance measurement using an image signal from a focus detection pixel provided in the image sensor 100 is used. A method of performing distance measurement using an image may be used. Alternatively, a method of performing distance measurement using a millimeter wave radar separately from the camera 3 may be used.

上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。   Although various embodiments and modified examples have been described above, the present invention is not limited to these contents. Other embodiments that can be considered within the scope of the technical concept of the present invention are also included in the scope of the present invention.

1…車両
2…運転支援装置
3…カメラ
4…制御装置
4b…記憶部
5…第1の走行制御ユニット
6…第2の走行制御ユニット
12…車速センサ
14…表示装置
15…GPS装置
18…ビーム切換えスイッチ
19…降雨センサ
31…撮像光学系
35…制御部
35a…測距演算部
71、73、75、77、79、79A…第1撮像領域
72、74、76、78、80…第2撮像領域
71a…第3撮像領域
72a…第4撮像領域
73a、73c…第5撮像領域
74a、74c…第6撮像領域
87…第7撮像領域
100…撮像素子
113…撮像チップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle 2 ... Driving assistance device 3 ... Camera 4 ... Control device 4b ... Storage part 5 ... 1st traveling control unit 6 ... 2nd traveling control unit 12 ... Vehicle speed sensor 14 ... Display device 15 ... GPS device 18 ... Beam Changeover switch 19 rainfall sensor 31 imaging optical system 35 control unit 35a distance measurement calculation units 71, 73, 75, 77, 79, 79A first imaging regions 72, 74, 76, 78, 80 second imaging Area 71a Third imaging area 72a Fourth imaging area 73a, 73c Fifth imaging area 74a, 74c Sixth imaging area 87 Seventh imaging area 100 Image sensor 113 Imaging chip

Claims (4)

車に搭載される撮像装置において、
撮像条件の異なる複数の撮像領域を有する撮像部と、
前記車のライトの照射方向の情報を入力する入力部と、
前記撮像部の撮像条件を制御する撮像制御部と、を有し、
前記撮像制御部は、前記情報に応じて、前記撮像部の一部の撮像領域である第一の撮像領域の撮像条件を変更し、前記撮像部の一部の撮像領域であり、前記第一の撮像領域と異なる第二の撮像領域の撮像条件を前記第一の撮像領域と異ならせる撮像装置。
In an imaging device mounted on a car,
An imaging unit having a plurality of imaging regions with different imaging conditions,
An input unit for inputting information on an irradiation direction of the car light,
An imaging control unit that controls imaging conditions of the imaging unit,
The imaging control unit changes an imaging condition of a first imaging region that is a part of the imaging unit according to the information, and is a part of the imaging unit of the imaging unit; An imaging device that sets an imaging condition of a second imaging region different from the first imaging region to that of the first imaging region .
請求項に記載の撮像装置において、
前記撮像制御部は、前記情報に応じて、前記第一の撮像領域の位置を変更する撮像装置。
The imaging device according to claim 1 ,
The imaging device, wherein the imaging control unit changes a position of the first imaging region according to the information.
請求項またはに記載の撮像装置において、
前記撮像制御部は、前記情報に応じて、前記第一の撮像領域の撮像速度を変更する撮像装置。
The imaging apparatus according to claim 1 or 2,
The imaging device, wherein the imaging control unit changes an imaging speed of the first imaging region according to the information.
請求項からのいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記撮像制御部は、前記情報に応じて、前記第一の撮像領域の画素の間引き率を変更する撮像装置。
The imaging device according to any one of claims 1 to 3 ,
The imaging apparatus, wherein the imaging control unit changes a thinning rate of a pixel in the first imaging area according to the information.
JP2018131486A 2018-07-11 2018-07-11 Imaging device Active JP6642641B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018131486A JP6642641B2 (en) 2018-07-11 2018-07-11 Imaging device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018131486A JP6642641B2 (en) 2018-07-11 2018-07-11 Imaging device

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015186058A Division JP6369433B2 (en) 2015-09-18 2015-09-18 Imaging device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019009783A JP2019009783A (en) 2019-01-17
JP6642641B2 true JP6642641B2 (en) 2020-02-05

Family

ID=65029217

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018131486A Active JP6642641B2 (en) 2018-07-11 2018-07-11 Imaging device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6642641B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113475054A (en) * 2019-02-27 2021-10-01 富士胶片株式会社 Imaging device, image data processing method for imaging device, and program
JP7472909B2 (en) 2019-06-25 2024-04-23 日本精機株式会社 Vehicle display device

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4556777B2 (en) * 2005-06-15 2010-10-06 株式会社デンソー Night driving visibility support device
JP4218670B2 (en) * 2005-09-27 2009-02-04 オムロン株式会社 Front shooting device
JP4792976B2 (en) * 2006-01-10 2011-10-12 セイコーエプソン株式会社 Imaging device
JP4701279B2 (en) * 2008-11-06 2011-06-15 本田技研工業株式会社 Visual support device
JP2012023497A (en) * 2010-07-13 2012-02-02 Olympus Corp Imaging device, imaging control method, and program
JPWO2013164915A1 (en) * 2012-05-02 2015-12-24 株式会社ニコン Imaging device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019009783A (en) 2019-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11572016B2 (en) Image capture device and vehicle
JP6620395B2 (en) Imaging device
JP6451575B2 (en) Imaging device
JP2015226255A (en) Imaging apparatus and automobile
JP6451332B2 (en) Imaging device and automobile
JP6358214B2 (en) Imaging device
JP6642641B2 (en) Imaging device
JP6451576B2 (en) Imaging device
JP2020013586A (en) Imaging apparatus
JP6369433B2 (en) Imaging device
JP6358213B2 (en) Imaging device
JP6369432B2 (en) Imaging device
JP2018186525A (en) Imaging apparatus
JP6699687B2 (en) Imaging device
JP2015228707A (en) Imaging apparatus
JP6365480B2 (en) Imaging device
JP2019134459A (en) Imaging apparatus
JP2016130099A (en) Imaging device
JP2022140444A (en) Operation assistance device and vehicle equipped with operation assistance device
JP2016027740A (en) Imaging apparatus
JP2016027739A (en) Imaging apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180723

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190513

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190521

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20190712

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190920

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20191203

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20191216

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6642641

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250