JP7451110B2 - 測距システム及び電子機器 - Google Patents
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Description
本技術の第1の側面においては、被写体に光が照射する光源部と、前記被写体で反射された前記光を受光して光電変換を行うことにより光電流を生成する画素を有し、前記光電流の変化量が上限の閾値を超えたことをオンイベントとして検出することおよび下限の閾値を下回ったことをオフイベントとして検出することの少なくとも一方を行うイベント検出センサと、前記光源部と前記イベント検出センサとを同期させて制御する制御部とが設けられ、前記制御部は、前記光源部が前記被写体に前記光を照射する前に、前記光電流に基づく電圧をグローバルリセットする。
本技術の第2の側面の測距システムは、被写体に光を照射する光源部と、前記被写体で反射された前記光を受光して光電変換を行うことにより光電流を生成する画素を有し、前記光電流の変化量が上限の閾値を超えたことをオンイベントとして検出し、前記オンイベントの検出結果を表すオンイベント情報を生成すること、および、下限の閾値を下回ったことをオフイベントとして検出し、前記オフイベントの検出結果を表すオフイベント情報を生成することの少なくとも一方を行うイベント検出センサと、前記被写体を撮像し、画像信号を生成する撮像部と、前記イベント検出センサで生成される前記オンイベント情報および前記オフイベント情報の少なくとも一方を処理し、かつ、前記撮像部からの前記画像信号に基づき注目領域を抽出するプロセッサと、前記光源部と前記イベント検出センサを同期させて制御し、前記撮像部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記光源部が前記被写体に前記光を照射する前に、前記光電流に基づく電圧をグローバルリセットする測距システムである。
本技術の第2の側面においては、被写体に光を照射する光源部と、前記被写体で反射された前記光を受光して光電変換を行うことにより光電流を生成する画素を有し、前記光電流の変化量が上限の閾値を超えたことをオンイベントとして検出し、前記オンイベントの検出結果を表すオンイベント情報を生成すること、および、下限の閾値を下回ったことをオフイベントとして検出し、前記オフイベントの検出結果を表すオフイベント情報を生成することの少なくとも一方を行うイベント検出センサと、前記被写体を撮像し、画像信号を生成する撮像部と、前記イベント検出センサで生成される前記オンイベント情報および前記オフイベント情報の少なくとも一方を処理し、かつ、前記撮像部からの前記画像信号に基づき注目領域を抽出するプロセッサと、前記光源部と前記イベント検出センサを同期させて制御し、前記撮像部を制御する制御部とが設けられ、前記制御部は、前記光源部が前記被写体に前記光を照射する前に、前記光電流に基づく電圧をグローバルリセットする。
1.本開示の測距システム及び電子機器、全般に関する説明
2.実施形態に係る測距システム
2-1.システム構成
2-2.垂直共振器型面発光レーザ(VCSEL)
2-2-1.ランダムドット配置
2-2-2.アレイドット配置
2-3.アレイドット配置における光源の駆動例
2-3-1.光源の駆動例1(2つの光源の中間位置に強度ピークを作る例)
2-3-2.光源の駆動例2(イベント検出センサの感度調整を併用する例)
2-3-3.光源の駆動例3(2つの光源を同時駆動する際に、強度ピークが一定になるように双方の発光強度を調整しつつ、ピーク位置をずらす例)
2-4.イベント検出センサ(DVS)
2-4-1.イベント検出センサの構成例
2-4-2.画素の回路構成例
2-4-2-1.回路構成例1(コンパレータを1つ用いて、オンイベント及びオフイベントの検出を時分割で行う例)
2-4-2-2.回路構成例2(コンパレータを2つ用いて、オンイベント及びオフイベントの検出を並行して行う例)
2-4-2-3.回路構成例3(コンパレータを1つ用いて、オンイベントのみについて検出を行う例)
2-4-2-4.回路構成例4(コンパレータを1つ用いて、オフイベントのみについて検出を行う例)
2-5.垂直共振器型面発光レーザとイベント検出センサとの同期制御
2-5-1.実施例1(回路構成例1の場合の同期制御例)
2-5-2.実施例2(回路構成例2の場合の同期制御例)
2-5-3.実施例3(回路構成例3の場合の同期制御例)
2-5-4.実施例4(回路構成例4の場合の同期制御例)
2-5-5.実施例5(画素アレイ部内にON画素とOFF画素とが混在する場合の画素配置の例)
2-5-6.実施例6(実施例5の場合の同期制御例(その1))
2-5-7.実施例7(実施例5の場合の同期制御例(その2))
2-5-8.実施例8(顔認識に応用する例)
2-5-9.実施例9(イベント検出センサの他に、RGBカメラを備える例)
2-5-10.実施例10(顔認識に応用する例)
3.変形例
4.応用例
5.本開示の電子機器(スマートフォンの例)
6.本開示がとることができる構成
本開示の測距システム及び電子機器にあっては、画素について、1つのコンパレータを用いて、光電流の変化量が上限の閾値を超えた旨を示すオンイベント、及び、光電流の変化量が下限の閾値を下回った旨を示すオフイベントを、時分割で検出する機能を有する構成とすることができる。また、1つのコンパレータについて、光電流に基づく電圧を第1入力とし、時分割で与えられる、オンイベント検出用の電圧、及び、オフイベント検出用の電圧を第2入力とし、第1入力と第2入力との比較結果をオンイベント情報及びオフイベント情報として出力する構成とすることができる。
被写体に光を照射する光源部、
被写体で反射された光を受光し、画素の輝度変化が所定の閾値を超えたことをイベントとして検出するイベント検出センサ、
被写体を撮像し、画像信号を生成する撮像部、
イベント検出センサで生成されるイベント信号を処理し、かつ、撮像部からの画像信号に基づき注目領域を抽出するプロセッサ、及び、
光源とイベント検出センサを同期させて制御し、撮像部を制御する制御部、
を備える。また、本開示の他の電子機器は、上記の構成の測距システムを有する。
本開示の実施形態に係る測距システムは、ストラクチャード・ライト方式の技術を用いて、被写体までの距離を測定するためのシステムである。また、本開示の実施形態に係る測距システムは、三次元(3D)画像を取得するシステムとして用いることもでき、この場合には、三次元画像取得システムということができる。ストラクチャード・ライト方式では、点像の座標とその点像がどの光源(所謂、点光源)から投影されたものであるかをパターンマッチングで同定することによって測距が行われる。
図1Aは、本開示の実施形態に係る測距システムの構成の一例を示す概略図であり、図1Bは、回路構成の一例を示すブロック図である。
(ランダムドット配置)
ストラクチャード・ライト方式では、点像の座標とその点像がどの光源(点光源)から投影されたものであるかを同定するために、アフィン変換を考慮したパターンマッチングが必要である。アフィン変換を考慮したパターンマッチングを可能にするために、垂直共振器型面発光レーザ10の光源11の配置について、図2Aに示すように、光源11を繰り返しのない特異な配置にし、空間方向に特徴を持たせた、所謂、ランダムドット配置としている。
そこで、本実施形態に係る測距システム1では、垂直共振器型面発光レーザ10の光源11の配置を、図2Bに示すように、光源11を一定のピッチでアレイ状(行列状)に2次元配置した、所謂、アレイドット配置としている。垂直共振器型面発光レーザ10及びイベント検出センサ20の組み合わせから成る本実施形態に係る測距システム1では、光源11をランダムに配置しなくても、垂直共振器型面発光レーザ10の光源11を順次点灯させてイベント検出センサ20で記録したイベントのタイムスタンプ(時間情報)を見れば、どの光源11から投影された像であるかを容易に同定できる。
垂直共振器型面発光レーザ10のアレイドット配置における光源11の駆動に当たっては、アレイドット配置において隣接する2つの光源11,11を駆動の単位とする。隣接する2つの光源11,11の組み合わせとしては、図3Aに示すように、行方向(X方向)において隣接する2つの光源11,11の組み合わせA、列方向(Y方向)において隣接する2つの光源11,11の組み合わせB、あるいは、斜め方向において隣接する2つの光源11,11の組み合わせCを例示することができる。
ここで、行方向において隣接する2つの光源11,11の組み合わせAの場合を例に挙げて、組み合わせAの場合の駆動を光源の駆動例1として説明する。図3Bは、光源の駆動例1について説明する図である。光源11の駆動は、システム制御部30による制御の下に、光源駆動部40によって行われる。この点については、後述する各駆動例においても同じである。
駆動例2は、2つの光源11,11の組み合わせAの場合において、イベント検出センサ(DVS)20の感度調整を併用する例である。ここでは、説明の都合上、行方向(X方向)において隣接する2つの光源11,11のうち、1つ目(図3Aでは、左側)の光源11を光源1と記述し、2つ目(図3Aでは、左側)の光源11を光源2と記述することとする。
駆動例3は、2つの光源11,11の組み合わせAの場合において、2つの光源11,11を同時駆動する際に、強度ピークが一定になるように双方の発光強度を調整しつつ、ピーク位置をずらす例である。ここで、「強度ピークが一定」とは、厳密に強度ピークが一定である場合の他、実質的に強度ピークが一定である場合も含む意味であり、設計上あるいは製造上生ずる種々のばらつきの存在は許容される。
続いて、イベント検出センサ20について説明する。
図6は、上記の構成の本開示の実施形態に係る測距システム1におけるイベント検出センサ20の構成の一例を示すブロック図である。
続いて、画素21の具体的な回路構成例について説明する。画素21は、輝度変化が所定の閾値を超えたことをイベントとして検出するイベント検出機能を有する。
回路構成例1は、コンパレータを1つ用いて、オンイベントの検出、及び、オフイベントの検出を時分割で行う例である。回路構成例1に係る画素21の回路図を図7に示す。回路構成例1に係る画素21は、受光素子211、受光回路212、メモリ容量213、コンパレータ214、リセット回路215、インバータ216、及び、出力回路217を有する回路構成となっている。画素21は、センサ制御部50による制御の下に、オンイベント及びオフイベントの検出を行う。
回路構成例2は、コンパレータを2つ用いて、オンイベントの検出、及び、オフイベントの検出を並行して(同時に)行う例である。回路構成例2に係る画素21の回路図を図8に示す。
回路構成例3は、オンイベントのみについて検出を行う例である。回路構成例3に係る画素21の回路図を図9に示す。
回路構成例4は、オフイベントのみの検出を行う例である。回路構成例4に係る画素21の回路図を図10に示す。
上記の回路構成例1、回路構成例2、回路構成例3、又は、回路構成例4に係る画素21を有するイベント検出センサ20を用いる測距システム1において、本実施形態では、システム制御部30による制御の下に、垂直共振器型面発光レーザ10とイベント検出センサ20とを同期させて制御することを特徴としている。
実施例1は、画素21が回路構成例1(即ち、コンパレータを1つ用いて、オンイベント及びオフイベントの検出を時分割で行う例)の場合の同期制御例である。実施例1に係る同期制御の処理のフローチャートを図11に示す。
実施例2は、画素21が回路構成例2(即ち、コンパレータを2つ用いて、オンイベント及びオフイベントの検出を並行して行う例)の場合の同期制御例である。実施例2に係る同期制御の処理のフローチャートを図12に示す。
実施例3は、画素21が回路構成例3(即ち、コンパレータを1つ用いて、オンイベントのみについて検出を行う例)の場合の同期制御例である。実施例3に係る同期制御の処理のフローチャートを図13に示す。
実施例4は、画素21が回路構成例4(即ち、コンパレータを1つ用いて、オフイベントのみについて検出を行う例)の場合の同期制御例である。実施例4に係る同期制御の処理のフローチャートを図14に示す。
実施例5は、画素アレイ部22内にON画素とOFF画素とが混在する場合の画素配置例である。ここで、「ON画素」は、回路構成例3に係る画素21、即ち、オンイベントのみを検出する機能を有する第1の画素である。また、「OFF画素」は、回路構成例4に係る画素21、即ち、オフイベントのみを検出する機能を有する第2の画素である。
実施例6は、実施例5の場合の同期制御例(その1)、即ち、画素アレイ部22内にON画素とOFF画素とが混在する画素配置の場合の同期制御例(その1)である。実施例6に係る同期制御の処理のフローチャートを図17に示す。
実施例7は、実施例5の場合の同期制御例(その2)、即ち、画素アレイ部22内にON画素とOFF画素とが混在する画素配置の場合の同期制御例(その2)である。実施例7に係る同期制御の処理のフローチャートを図18に示す。
実施例8は、本実施形態に係る測距システム1を顔認識に応用する例である。実施例8では、一例として、回路構成例1の場合の同期制御の下で、顔認識のための顔検出処理を行う場合について説明する。実施例8に係る同期制御の処理のフローチャートを図19に示す。
実施例9は、本実施形態に係る測距システム1の変形例であり、イベント検出センサ20の他に、CMOSイメージセンサ等の画像センサから成り、各画素に、例えば、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)の各色フィルタが組み込まれた撮像部(以下、「RGBカメラ」と記述する)を備える例である。
実施例10は、本実施形態の変形例に係る測距システム1、即ち、イベント検出センサ20とRGBカメラ91との組み合わせによって顔認識(顔認証)を行う例である。この例の場合、実施例9に係る測距システム1において、アプリケーションプロセッサ200は、イベント検出センサ20で生成されるイベント信号を処理し、かつ、撮像部であるRGBカメラ91からの画像信号に基づき注目領域を抽出する。また、アプリケーションプロセッサ200は、イベント信号に基づき測距情報を取得し、画像信号の注目領域においてパターンマッチングする機能を有し、更に、取得した測距情報、及び、パターンマッチングに基づきユーザの顔認証をする機能を有する。
以上、本開示の技術について、好ましい実施形態に基づき説明したが、本開示の技術は当該実施形態に限定されるものではない。上記の実施形態において説明した測距システムの構成、構造は例示であり、適宜、変更することができる。
以上説明した本開示の測距システムは、様々な用途に用いることができる。様々な用途としては、以下に列挙する装置等を例示することができる。
・自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置。
・ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、TVや、冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置。
・防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置。
以上説明した本開示の測距システムは、例えば、顔認証機能を備える種々の電子機器に搭載される三次元画像取得システム(顔認証システム)として用いることができる。顔認証機能を備える電子機器として、例えば、スマートフォン、タブレット、パーソナルコンピュータ等のモバイル機器を例示することができる。但し、本開示の測距システムを用いることができる電子機器としては、モバイル機器に限定されるものではない。
ここでは、本開示の測距システムを用いることができる本開示の電子機器の具体例として、スマートフォンを例示する。本開示の電子機器の具体例に係るスマートフォンの正面側から見た外観図を図22に示す。
尚、本開示は、以下のような構成をとることもできる。
[A-1]被写体に光を照射する光源部、
被写体で反射された光を受光し、画素の輝度変化が所定の閾値を超えたことをイベントとして検出するイベント検出センサ、及び、
光源部とイベント検出センサとを同期させて制御する制御部、
を備える測距システム。
[A-2]画素は、1つのコンパレータを用いて、光電流の変化量が上限の閾値を超えた旨を示すオンイベント、及び、光電流の変化量が下限の閾値を下回った旨を示すオフイベントを、時分割で検出する機能を有する、
上記[A-1]に記載の測距システム。
[A-3]1つのコンパレータは、光電流に基づく電圧を第1入力とし、時分割で与えられる、オンイベント検出用の電圧、及び、オフイベント検出用の電圧を第2入力とし、第1入力と第2入力との比較結果をオンイベント情報及びオフイベント情報として出力する、
上記[A-2]に記載の測距システム。
[A-4]制御部は、コンパレータの第1入力をグローバルリセットするとともに、コンパレータの第2入力をオンイベント検出用の電圧に設定し、次いで、光源部から被写体に光を照射し、次いで、オンイベント情報をメモリに格納し、次いで、コンパレータの第2入力をオフイベント検出用の電圧に設定し、次いで、被写体への光の照射を終了し、次いで、オフイベント情報をメモリに格納し、しかる後、オンイベント情報及びオフイベント情報を順次読出し回路に転送する、
上記[A-3]に記載の測距システム。
[A-5]画素は、2つのコンパレータを用いて、光電流の変化量が上限の閾値を超えた旨を示すオンイベント、及び、光電流の変化量が下限の閾値を下回った旨を示すオフイベントを、並行して検出する機能を有する、
上記[A-1]に記載の測距システム。
[A-6]2つのコンパレータの一方は、光電流に基づく電圧を第1入力とし、オンイベント検出用の電圧を第2入力とし、第1入力と第2入力との比較結果をオンイベント情報として出力し、
2つのコンパレータの他方は、光電流に基づく電圧を第1入力とし、オフイベント検出用の電圧を第2入力とし、第1入力と第2入力との比較結果をオフイベント情報として出力する、
上記[A-5]に記載の測距システム。
[A-7]制御部は、コンパレータの第1入力をグローバルリセットし、次いで、光源部から被写体に光を照射し、次いで、オンイベント情報をメモリに格納し、次いで、被写体への光の照射を終了し、次いで、オフイベント情報をメモリに格納し、しかる後、オンイベント情報及びオフイベント情報を順次読出し回路に転送する、
上記[A-6]に記載の測距システム。
[A-8]画素は、1つのコンパレータを用いて、光電流の変化量が上限の閾値を超えた旨を示すオンイベントを検出する機能を有する、
上記[A-1]に記載の測距システム。
[A-9]1つのコンパレータは、光電流に基づく電圧を第1入力とし、オンイベント検出用の電圧を第2入力とし、第1入力と第2入力との比較結果をオンイベント情報として出力する、
上記[A-8]に記載の測距システム。
[A-10]制御部は、コンパレータの第1入力をグローバルリセットし、次いで、光源部から被写体に光を照射し、次いで、オンイベント情報をメモリに格納し、しかる後、オンイベント情報を順次読出し回路に転送する、
上記[A-9]に記載の測距システム。
[A-11]画素は、1つのコンパレータを用いて、光電流の変化量が下限の閾値を超えた旨を示すオフイベントを検出する機能を有する、
上記[A-1]に記載の測距システム。
[A-12]1つのコンパレータは、光電流に基づく電圧を第1入力とし、オフイベント検出用の電圧を第2入力とし、第1入力と第2入力との比較結果をオフイベント情報として出力する、
上記[A-11]に記載の測距システム。
[A-13]制御部は、コンパレータの第1入力をグローバルリセットし、次いで、光源部から被写体に光を照射し、次いで、コンパレータの第1入力の端子と出力端子との間に接続されたリセットスイッチをオン状態とし、次いで、被写体への光の照射を終了し、次いで、オフイベント情報をメモリに格納し、しかる後、オフイベント情報を順次読出し回路に転送する、
上記[A-12]に記載の測距システム。
[A-14]イベント検出センサの画素アレイ部には、コンパレータを用いて、光電流の変化量が上限の閾値を超えた旨を示すオンイベントを検出する機能を有する第1の画素と、コンパレータを用いて、光電流の変化量が下限の閾値を超えた旨を示すオフイベントを検出する機能を有する第2の画素とが混在している、
上記[A-1]に記載の測距システム。
[A-15]制御部は、先ず、第1の画素及び第2の画素を含む全画素をグローバルリセットし、次いで、光源部から被写体に光を照射し、次いで、第1の画素で検出されたオンイベント情報をメモリに格納し、次いで、第2の画素のコンパレータの第1入力の端子と出力端子との間に接続されたリセットスイッチをオン状態とし、次いで、被写体への光の照射を終了し、次いで、第2の画素で検出されたオフイベント情報をメモリに格納し、次いで、オンイベント情報及びオフイベント情報を順次読出し回路に転送し、しかる後、コンパレータの第1入力をグローバルリセットする、
上記[A-14]に記載の測距システム。
[A-16]制御部は、先ず、第1の画素及び第2の画素を含む全画素をグローバルリセットし、次いで、光源部から被写体に光を照射し、次いで、第1の画素で検出されたオンイベント情報をメモリに格納し、次いで、オンイベント情報を順次読出し回路に転送し、次いで、第2の画素のコンパレータの第1入力の端子と出力端子との間に接続されたリセットスイッチをオン状態とし、次いで、被写体への光の照射を終了し、次いで、第2の画素で検出されたオフイベント情報をメモリに格納し、次いで、オフイベント情報を順次読出し回路に転送し、しかる後、コンパレータの第1入力をグローバルリセットする、
上記[A-14]に記載の測距システム。
[A-17]光源部は、面発光半導体レーザから成る、
上記[A-1]乃至上記[A-16]のいずれかに記載の測距システム。
[A-18]面発光半導体レーザは、垂直共振器型面発光レーザである、
上記[A-17]に記載の測距システム。
[A-19]垂直共振器型面発光レーザは、被写体に所定のパターンの光を投影する、
上記[A-18]に記載の測距システム。
[B-1]被写体に光を照射する光源部、
被写体で反射された光を受光し、画素の輝度変化が所定の閾値を超えたことをイベントとして検出するイベント検出センサ、
被写体を撮像し、画像信号を生成する撮像部、
イベント検出センサで生成されるイベント信号を処理し、かつ、撮像部からの画像信号に基づき注目領域を抽出するプロセッサ、及び、
光源とイベント検出センサを同期させて制御し、撮像部を制御する制御部、
を備える測距システム。
[B-2]画素は、1つのコンパレータを用いて、光電流の変化量が上限の閾値を超えた旨を示すオンイベント、及び、光電流の変化量が下限の閾値を下回った旨を示すオフイベントを、時分割で検出する機能を有する、
上記[B-1]に記載の測距システム。
[B-3]1つのコンパレータは、光電流に基づく電圧を第1入力とし、時分割で与えられる、オンイベント検出用の電圧、及び、オフイベント検出用の電圧を第2入力とし、第1入力と第2入力との比較結果をオンイベント情報及びオフイベント情報として出力する、
上記[B-2]に記載の測距システム。
[B-4]制御部は、コンパレータの第1入力をグローバルリセットするとともに、コンパレータの第2入力をオンイベント検出用の電圧に設定し、次いで、光源部から被写体に光を照射し、次いで、オンイベント情報をメモリに格納し、次いで、コンパレータの第2入力をオフイベント検出用の電圧に設定し、次いで、被写体への光の照射を終了し、次いで、オフイベント情報をメモリに格納し、しかる後、オンイベント情報及びオフイベント情報を順次読出し回路に転送する、
上記[B-3]に記載の測距システム。
[B-5]プロセッサは、イベント信号に基づき測距情報を取得し、画像信号の注目領域においてパターンマッチングする機能を有する、
上記[B-3]に記載の測距システム。
[B-6]プロセッサは、取得した測距情報、及び、パターンマッチングに基づきユーザの顔認証をする機能を有する、
上記[B-5]に記載の測距システム。
[C-1]被写体に光を照射する光源部、
被写体で反射された光を受光し、画素の輝度変化が所定の閾値を超えたことをイベントとして検出するイベント検出センサ、及び、
光源部とイベント検出センサとを同期させて制御する制御部、
を備える測距システムを有する電子機器。
[C-2]画素は、1つのコンパレータを用いて、光電流の変化量が上限の閾値を超えた旨を示すオンイベント、及び、光電流の変化量が下限の閾値を下回った旨を示すオフイベントを、時分割で検出する機能を有する、
上記[C-1]に記載の電子機器。
[C-3]1つのコンパレータは、光電流に基づく電圧を第1入力とし、時分割で与えられる、オンイベント検出用の電圧、及び、オフイベント検出用の電圧を第2入力とし、第1入力と第2入力との比較結果をオンイベント情報及びオフイベント情報として出力する、
上記[C-2]に記載の電子機器。
[C-4]制御部は、コンパレータの第1入力をグローバルリセットするとともに、コンパレータの第2入力をオンイベント検出用の電圧に設定し、次いで、光源部から被写体に光を照射し、次いで、オンイベント情報をメモリに格納し、次いで、コンパレータの第2入力をオフイベント検出用の電圧に設定し、次いで、被写体への光の照射を終了し、次いで、オフイベント情報をメモリに格納し、しかる後、オンイベント情報及びオフイベント情報を順次読出し回路に転送する、
上記[C-3]に記載の電子機器。
[C-5]画素は、2つのコンパレータを用いて、光電流の変化量が上限の閾値を超えた旨を示すオンイベント、及び、光電流の変化量が下限の閾値を下回った旨を示すオフイベントを、並行して検出する機能を有する、
上記[C-1]に記載の電子機器。
[C-6]2つのコンパレータの一方は、光電流に基づく電圧を第1入力とし、オンイベント検出用の電圧を第2入力とし、第1入力と第2入力との比較結果をオンイベント情報として出力し、
2つのコンパレータの他方は、光電流に基づく電圧を第1入力とし、オフイベント検出用の電圧を第2入力とし、第1入力と第2入力との比較結果をオフイベント情報として出力する、
上記[C-5]に記載の電子機器。
[C-7]制御部は、コンパレータの第1入力をグローバルリセットし、次いで、光源部から被写体に光を照射し、次いで、オンイベント情報をメモリに格納し、次いで、被写体への光の照射を終了し、次いで、オフイベント情報をメモリに格納し、しかる後、オンイベント情報及びオフイベント情報を順次読出し回路に転送する、
上記[C-6]に記載の電子機器。
[C-8]画素は、1つのコンパレータを用いて、光電流の変化量が上限の閾値を超えた旨を示すオンイベントを検出する機能を有する、
上記[C-1]に記載の電子機器。
[C-9]1つのコンパレータは、光電流に基づく電圧を第1入力とし、オンイベント検出用の電圧を第2入力とし、第1入力と第2入力との比較結果をオンイベント情報として出力する、
上記[C-8]に記載の電子機器。
[C-10]制御部は、コンパレータの第1入力をグローバルリセットし、次いで、光源部から被写体に光を照射し、次いで、オンイベント情報をメモリに格納し、しかる後、オンイベント情報を順次読出し回路に転送する、
上記[C-9]に記載の電子機器。
[C-11]画素は、1つのコンパレータを用いて、光電流の変化量が下限の閾値を超えた旨を示すオフイベントを検出する機能を有する、
上記[C-1]に記載の電子機器。
[C-12]1つのコンパレータは、光電流に基づく電圧を第1入力とし、オフイベント検出用の電圧を第2入力とし、第1入力と第2入力との比較結果をオフイベント情報として出力する、
上記[C-11]に記載の電子機器。
[C-13]制御部は、コンパレータの第1入力をグローバルリセットし、次いで、光源部から被写体に光を照射し、次いで、コンパレータの第1入力の端子と出力端子との間に接続されたリセットスイッチをオン状態とし、次いで、被写体への光の照射を終了し、次いで、オフイベント情報をメモリに格納し、しかる後、オフイベント情報を順次読出し回路に転送する、
上記[C-12]に記載の電子機器。
[C-14]イベント検出センサの画素アレイ部には、コンパレータを用いて、光電流の変化量が上限の閾値を超えた旨を示すオンイベントを検出する機能を有する第1の画素と、コンパレータを用いて、光電流の変化量が下限の閾値を超えた旨を示すオフイベントを検出する機能を有する第2の画素とが混在している、
上記[C-1]に記載の電子機器。
[C-15]制御部は、先ず、第1の画素及び第2の画素を含む全画素をグローバルリセットし、次いで、光源部から被写体に光を照射し、次いで、第1の画素で検出されたオンイベント情報をメモリに格納し、次いで、第2の画素のコンパレータの第1入力の端子と出力端子との間に接続されたリセットスイッチをオン状態とし、次いで、被写体への光の照射を終了し、次いで、第2の画素で検出されたオフイベント情報をメモリに格納し、次いで、オンイベント情報及びオフイベント情報を順次読出し回路に転送し、しかる後、コンパレータの第1入力をグローバルリセットする、
上記[C-14]に記載の電子機器。
[C-16]制御部は、先ず、第1の画素及び第2の画素を含む全画素をグローバルリセットし、次いで、光源部から被写体に光を照射し、次いで、第1の画素で検出されたオンイベント情報をメモリに格納し、次いで、オンイベント情報を順次読出し回路に転送し、次いで、第2の画素のコンパレータの第1入力の端子と出力端子との間に接続されたリセットスイッチをオン状態とし、次いで、被写体への光の照射を終了し、次いで、第2の画素で検出されたオフイベント情報をメモリに格納し、次いで、オフイベント情報を順次読出し回路に転送し、しかる後、コンパレータの第1入力をグローバルリセットする、
上記[C-14]に記載の電子機器。
[C-17]光源部は、面発光半導体レーザから成る、
上記[C-1]乃至上記[C-16]のいずれかに記載の電子機器。
[C-18]面発光半導体レーザは、垂直共振器型面発光レーザである、
上記[C-17]に記載の電子機器。
[C-19]垂直共振器型面発光レーザは、被写体に所定のパターンの光を投影する、
上記[C-18]に記載の電子機器。
Claims (26)
- 被写体に光を照射する光源部と、
前記被写体で反射された前記光を受光して光電変換を行うことにより光電流を生成する画素を有し、前記光電流の変化量が上限の閾値を超えたことをオンイベントとして検出することおよび下限の閾値を下回ったことをオフイベントとして検出することの少なくとも一方を行うイベント検出センサと、
前記光源部と前記イベント検出センサとを同期させて制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、前記光源部が前記被写体に前記光を照射する前に、前記光電流に基づく電圧をグローバルリセットする
測距システム。 - 前記画素は、1つのコンパレータを用いて、前記オンイベント、及び、前記オフイベントを、時分割で検出する
請求項1に記載の測距システム。 - 前記1つのコンパレータは、前記光電流に基づく電圧を第1入力とし、時分割で与えられる、前記オンイベントの検出用の電圧、及び、前記オフイベントの検出用の電圧を第2入力として前記第1入力と前記第2入力の比較を行い、前記第1入力と前記第2入力の比較結果を前記オンイベントの検出結果を表すオンイベント情報または前記オフイベントの検出結果を表すオフイベント情報として出力する
請求項2に記載の測距システム。 - 前記制御部は、前記1つのコンパレータの前記第1入力をグローバルリセットするとともに、前記第2入力を前記オンイベントの検出用の電圧に設定し、次いで、前記光源部に前記光を照射させ、次いで、前記オンイベント情報をメモリに格納させ、次いで、前記第2入力を前記オフイベントの検出用の電圧に設定し、次いで、前記光源部に前記光の照射を終了させ、次いで、前記オフイベント情報をメモリに格納させ、しかる後、前記オンイベント情報及び前記オフイベント情報を順次読出し回路に転送させる
請求項3に記載の測距システム。 - 前記画素は、2つのコンパレータを用いて、前記オンイベント、及び、前記オフイベントを、並行して検出する
請求項1に記載の測距システム。 - 前記2つのコンパレータのうちの一方は、前記光電流に基づく電圧を第1入力とし、前記オンイベントの検出用の電圧を第2入力として前記第1入力と前記第2入力の比較を行い、前記第1入力と前記第2入力の比較結果を前記オンイベントの検出結果を表すオンイベント情報として出力し、
前記2つのコンパレータのうちの他方は、前記光電流に基づく電圧を第3入力とし、前記オフイベントの検出用の電圧を第4入力として前記第3入力と前記第4入力の比較を行い、前記第3入力と第4入力との比較結果を前記オフイベントの検出結果を表すオフイベント情報として出力する
請求項5に記載の測距システム。 - 前記制御部は、前記第1入力及び前記第3入力をグローバルリセットし、次いで、前記光源部に前記光を照射させ、次いで、前記オンイベント情報をメモリに格納させ、次いで、前記光源部に前記光の照射を終了させ、次いで、前記オフイベント情報をメモリに格納させ、しかる後、前記オンイベント情報及び前記オフイベント情報を順次読出し回路に転送させる
請求項6に記載の測距システム。 - 前記画素は、コンパレータを用いて前記オンイベントを検出する第1の画素または前記オフイベントを検出する第2の画素である
請求項1に記載の測距システム。 - 前記イベント検出センサは、前記第1の画素のみを有し、
前記第1の画素の前記コンパレータは、前記光電流に基づく電圧を第1入力とし、前記オンイベントの検出用の電圧を第2入力として前記第1入力と前記第2入力の比較を行い、前記第1入力と前記第2入力の比較結果を前記オンイベントの検出結果を表すオンイベント情報として出力する
請求項8に記載の測距システム。 - 前記制御部は、前記第1入力をグローバルリセットし、次いで、前記光源部に前記光を照射させ、次いで、前記オンイベント情報をメモリに格納し、しかる後、前記オンイベント情報を順次読出し回路に転送させる
請求項9に記載の測距システム。 - 前記イベント検出センサは、前記第2の画素のみを有し、
前記第2の画素の前記コンパレータは、前記光電流に基づく電圧を第1入力とし、前記オフイベントの検出用の電圧を第2入力として前記第1入力と前記第2入力の比較を行い、前記第1入力と前記第2入力の比較結果を前記オフイベントの検出結果を表すオフイベント情報として出力する
請求項8に記載の測距システム。 - 前記制御部は、前記第1入力をグローバルリセットし、次いで、前記光源部に前記光を照射させ、次いで、前記第1入力の端子と出力端子との間に接続されたリセットスイッチをオン状態とし、次いで、前記光源部に前記光の照射を終了させ、次いで、前記オフイベント情報をメモリに格納し、しかる後、前記オフイベント情報を順次読出し回路に転送させる
請求項11に記載の測距システム。 - 前記イベント検出センサは、前記第1の画素と前記第2の画素の両方を有し、
前記第1の画素の前記コンパレータは、前記光電流に基づく電圧を第1入力とし、前記オンイベントの検出用の電圧を第2入力として前記第1入力と前記第2入力の比較を行い、前記第1入力と前記第2入力の比較結果を前記オンイベントの検出結果を表すオンイベント情報として出力し、
前記第2の画素の前記コンパレータは、前記光電流に基づく電圧を第3入力とし、前記オフイベントの検出用の電圧を第4入力として前記第3入力と前記第4入力の比較を行い、前記第3入力と前記第4入力の比較結果を前記オフイベントの検出結果を表すオフイベント情報として出力する
請求項8に記載の測距システム。 - 前記制御部は、先ず、前記第1入力及び前記第3入力をグローバルリセットし、次いで、前記光源部に前記光を照射させ、次いで、前記オンイベント情報をメモリに格納させ、次いで、前記第3入力の端子と出力端子との間に接続されたリセットスイッチをオン状態とし、次いで、前記光源部に前記光の照射を終了させ、次いで、前記オフイベント情報をメモリに格納させ、次いで、前記オンイベント情報及び前記オフイベント情報を順次読出し回路に転送させ、しかる後、前記第1入力及び前記第3入力をグローバルリセットさせる
請求項13に記載の測距システム。 - 前記制御部は、先ず、前記第1入力及び前記第3入力をグローバルリセットし、次いで、前記光源部に前記光を照射させ、次いで、前記オンイベント情報をメモリに格納させ、次いで、前記オンイベント情報を順次読出し回路に転送させ、次いで、前記第3入力の端子と出力端子との間に接続されたリセットスイッチをオン状態とし、次いで、前記光源部に前記光の照射を終了させ、次いで、前記オフイベント情報をメモリに格納させ、次いで、前記オフイベント情報を順次読出し回路に転送させ、しかる後、前記第1入力及び前記第3入力をグローバルリセットさせる
請求項13に記載の測距システム。 - 前記光源部の数は複数であり、
前記制御部はまた、前記光源部の点灯駆動のタイミングに基づいて前記画素の感度を制御する
請求項1に記載の測距システム。 - 前記光源部は、面発光半導体レーザから成る
請求項1に記載の測距システム。 - 前記面発光半導体レーザは、垂直共振器型面発光レーザである
請求項17に記載の測距システム。 - 前記垂直共振器型面発光レーザは、前記被写体に所定のパターンの光を投影する
請求項18に記載の測距システム。 - 被写体に光を照射する光源部と、
前記被写体で反射された前記光を受光して光電変換を行うことにより光電流を生成する画素を有し、前記光電流の変化量が上限の閾値を超えたことをオンイベントとして検出し、前記オンイベントの検出結果を表すオンイベント情報を生成すること、および、下限の閾値を下回ったことをオフイベントとして検出し、前記オフイベントの検出結果を表すオフイベント情報を生成することの少なくとも一方を行うイベント検出センサと、
前記被写体を撮像し、画像信号を生成する撮像部と、
前記イベント検出センサで生成される前記オンイベント情報および前記オフイベント情報の少なくとも一方を処理し、かつ、前記撮像部からの前記画像信号に基づき注目領域を抽出するプロセッサと、
前記光源部と前記イベント検出センサを同期させて制御し、前記撮像部を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、前記光源部が前記被写体に前記光を照射する前に、前記光電流に基づく電圧をグローバルリセットする
測距システム。 - 前記画素は、1つのコンパレータを用いて、前記オンイベント、及び、前記オフイベントを、時分割で検出する
請求項20に記載の測距システム。 - 前記1つのコンパレータは、前記光電流に基づく電圧を第1入力とし、時分割で与えられる、前記オンイベントの検出用の電圧、及び、前記オフイベントの検出用の電圧を第2入力として前記第1入力と前記第2入力の比較を行い、前記第1入力と前記第2入力の比較結果を前記オンイベント情報または前記オフイベント情報として出力する
請求項21に記載の測距システム。 - 前記制御部は、前記1つのコンパレータの前記第1入力をグローバルリセットするとともに、前記第2入力を前記オンイベントの検出用の電圧に設定し、次いで、前記光源部に前記光を照射させ、次いで、前記オンイベント情報をメモリに格納させ、次いで、前記第2入力を前記オフイベントの検出用の電圧に設定し、次いで、前記光源部に前記光の照射を終了させ、次いで、前記オフイベント情報をメモリに格納させ、しかる後、前記オンイベント情報及び前記オフイベント情報を順次読出し回路に転送させる
請求項22に記載の測距システム。 - 前記プロセッサは、前記オンイベント情報および前記オフイベント情報の少なくとも一方に基づき測距情報を取得し、前記画像信号の注目領域においてパターンマッチングを行う
請求項20に記載の測距システム。 - 前記プロセッサは、取得した前記測距情報、及び、前記パターンマッチングに基づきユーザの顔認証を行う
請求項24に記載の測距システム。 - 被写体に光を照射する光源部と、
前記被写体で反射された前記光を受光して光電変換を行うことにより光電流を生成する画素を有し、前記光電流の変化量が上限の閾値を超えたことをオンイベントとして検出することおよび下限の閾値を下回ったことをオフイベントとして検出することの少なくとも一方を行うイベント検出センサと、
前記光源部と前記イベント検出センサとを同期させて制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、前記光源部が前記被写体に前記光を照射する前に、前記光電流に基づく電圧をグローバルリセットする
測距システムを有する電子機器。
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