JP6865589B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
図1〜4を参照しながら、第1実施形態の撮像装置(撮像システム)1を説明する。図1は、撮像装置1の構成例を示すブロック図である。撮像装置1は、撮像部11、プロセッサ12、光照射部13、ディスプレイ14および出力部15を備える。
図5〜8を参照しながら第2実施形態を説明する。図5に示されるように、本実施形態では、撮像装置1は、撮像部11の他、第2の撮像部11Bを更に備える。区別のため、第1実施形態で述べた撮像部11を「撮像部11A」とする。撮像部11A及び11Bは互いに離間するように並んで配置される。撮像部11Aと撮像部11Bとは同様に構成されればよい。区別のため、前述の画素アレイ111およびコントローラ112を、それぞれ、撮像部11Aについては「111A」及び「112A」とし、撮像部11Bについては「111B」及び「112B」とする。
図9〜10を参照しながら第3実施形態を説明する。本実施形態は、主に、撮像部11Bにおいても距離信号を取得するための動作ないし制御を行う、という点で前述の第2実施形態と異なる。即ち、撮像部11Bは、第2実施形態で述べた信号MemB1(n)の他、撮像部11Aの信号MemA2(n)に対応する信号MemB2(n)を、プロセッサ12に出力する。
T1_FR(n)=T2_FR(n)=T3_FR(n)≡Ta、
とする。この方法によれば、比較的簡素な構成でTOF法に基づく測距を行うことができる。このことを、図13を参照しながら述べる。
e0:上記反射光に相当する信号成分の合計、
e1:信号MemA2(n)のうちの上記反射光に対応する成分、
e2:信号MemB2(n)のうちの上記反射光に対応する成分、
とする。即ち、e1は、期間T2_FR(n)の間に検出された反射光に相当する成分であり、また、e2は、期間T3_FR(n)の間に検出された反射光に相当する成分である。
e0=e1+e2、
e1=e0×(1−t0/Ta)、
e2=e0×(t0/Ta)、
である。なお、
T1_FR(n)=T2_FR(n)=T3_FR(n)
であるので、信号MemA2(n)及びMemB2(n)のそれぞれから上記反射光に相当する成分以外のものを除去することができる。例えば、e1は信号MemA1(n)及びMemA2(n)の差分をとることにより適切に算出される。同様に、e2は信号MemB1(n)及びMemB2(n)の差分をとることにより適切に算出される。
t0=Ta/(1+e1/e2)、
と表せる。即ち、遅延時間t0は、Ta、e1及びe2に基づいて算出可能である。よって、この変形例によれば、比較的簡素な構成でTOF法に基づく測距を行うことができ、例えば被写体の光反射率が1ではない場合においても、その被写体との距離を適切に算出可能となる。
図11〜12を参照しながら第4実施形態を説明する。本実施形態は、主に、1フレーム分のフレームデータを取得する間に、距離信号を取得するための動作ないし制御を複数回にわたって行う(繰り返す)、という点で前述の第3実施形態と異なる。具体的には、期間T_FR(n)に着目すると、本実施形態では、図9〜10を参照しながら述べた期間T2_FR(n)〜T3_FR(n)の一連の動作が、K回(K>2)繰り返される。
図14(A)は、車載カメラに関する撮像システムの一例を示したものである。撮像システム1000は、上述した各実施例の撮像装置を撮像装置1010として備える撮像システムである。撮像システム1000は、撮像装置1010により取得された複数の画像データに対し、画像処理を行う画像処理部1030と、撮像システム1000により取得された複数の画像データから視差(視差画像の位相差)の取得を行う視差取得部1040を有する。
以上、いくつかの好適な態様を例示したが、本発明はこれらの例に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、その一部が変更されてもよい。例えば、ある実施形態に公知の要素が加えられてもよいし、ある実施形態の一部が、他の実施形態に適用され又は削除されてもよい。また、本明細書に記載された個々の用語は、本発明を説明する目的で用いられたものに過ぎず、本発明は、その用語の厳密な意味に限定されるものでないことは言うまでもなく、その均等物をも含みうる。
Claims (8)
- 複数の画素を有する第1の撮像部と、
前記第1の撮像部から離間して配され、複数の画素を有する第2の撮像部と、
プロセッサと、を備える撮像装置であって、
前記第1の撮像部の各画素は、第1光電変換素子、第1信号保持部および第2信号保持部を有し、
前記第2の撮像部の各画素は、第2光電変換素子および第3信号保持部を有し、
前記プロセッサは、
光照射部により被写体に光を照射していない状態で前記被写体からの光量に応じて前記第1光電変換素子で発生した信号を、画像信号として前記第1信号保持部により保持する第1動作と、
前記光照射部により前記被写体に光を照射し、該被写体からの反射光に基づいて前記第1光電変換素子で発生した信号を、前記被写体と前記撮像装置との間の距離を示す距離信号として前記第2信号保持部により保持する第2動作と、
前記複数の画素のそれぞれから、前記第1動作で前記第1信号保持部に保持された前記画像信号と、前記第2動作で前記第2信号保持部に保持された前記距離信号とをそれぞれ出力させる第3動作と、
を行うように前記第1の撮像部を駆動し、
前記プロセッサは、
前記第1動作では、前記被写体からの光量に応じて前記第2光電変換素子で発生した信号を、画像信号として前記第3信号保持部により保持し、
前記第3動作では、前記第1動作で前記第3信号保持部に保持された前記画像信号を読み出す
ように前記第2の撮像部を駆動する
ことを特徴とする撮像装置。 - 前記プロセッサは、前記光照射部を制御可能に構成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記第2の撮像部の各画素は、第4信号保持部を更に有し、
前記プロセッサは、
前記第2動作では、前記被写体からの前記反射光に基づいて前記第2光電変換素子で発生した信号を、前記被写体と前記撮像装置との間の距離を示す距離信号として前記第4信号保持部により保持し、
前記第3動作では、前記第2動作で前記第4信号保持部に保持された前記距離信号を更に読み出す
ように前記第2の撮像部を駆動する
ことを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。 - 前記プロセッサは、前記第2動作では、
第1期間において、前記光照射部により前記被写体に光を照射すると共に前記第2信号保持部に前記距離信号を保持し、
前記第1期間の次の期間であって前記第1期間と等しい期間である第2期間において、前記第4信号保持部に前記距離信号を保持する
ことを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。 - 前記プロセッサは、前記第1動作の後、複数回の前記第2動作を繰り返した後に、前記第3動作を行う
ことを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。 - 前記プロセッサは、動作モードとして、
前記第1信号保持部に保持された前記画像信号と前記第3信号保持部に保持された前記画像信号とに基づいて前記被写体と前記撮像装置との間の距離を算出する第1モードと、
前記第2信号保持部に保持された前記距離信号に基づいて該距離を算出する第2モードと、
を含む
ことを特徴とする請求項2から請求項5のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記プロセッサは、所定条件を満たさない場合に前記第1モードで前記被写体と前記撮像装置との間の距離を算出し、前記所定条件を満たす場合に前記第2モードで該距離を算出し、
前記所定条件は、
前記被写体の輝度が所定の基準値より小さいこと、及び、
前記被写体と前記撮像装置との間の距離が所定の基準値より大きいこと
の少なくとも1つを含む
ことを特徴とする請求項6に記載の撮像装置。 - 移動体であって、
請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の撮像装置と、
前記撮像装置からの信号に基づく視差画像から、対象物までの距離情報を取得する距離情報取得手段と、
前記距離情報に基づいて前記移動体を制御する制御手段と、を有する
ことを特徴とする移動体。
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