JPH11331712A - 車載カメラ - Google Patents

車載カメラ

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JPH11331712A
JPH11331712A JP10132267A JP13226798A JPH11331712A JP H11331712 A JPH11331712 A JP H11331712A JP 10132267 A JP10132267 A JP 10132267A JP 13226798 A JP13226798 A JP 13226798A JP H11331712 A JPH11331712 A JP H11331712A
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Takayuki Sogawa
能之 十川
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    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/62Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels
    • H04N25/625Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels for the control of smear
    • HELECTRICITY
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    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/71Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
    • H04N25/73Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors using interline transfer [IT]

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  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Studio Devices (AREA)
  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光電変換部と信号電荷を転送する垂直転送路
とを2次元的に隣接して配列した撮像面を有する撮像素
子であって一般的に使用される安価な撮像素子を用い、
スミアの影響の少ない画像を得る。 【解決手段】 CCD素子3の撮像面を垂直シフトレジ
スタの上方の領域と下方の領域との2つの領域C1,C
2に分け、一方の領域C1を通常の画像認識で使用する
領域、他方の領域C2を通常は使用しない領域として、
使用領域C1が光学系の結像範囲R内に位置するととも
に非使用領域C2が光学系の結像範囲から外れて天側に
位置するよう、CCD素子3を光学系の結像範囲Rに対
してオフセットさせて配置することで、太陽等の高輝度
被写体からの強い光がCCD素子3の下側(路面側)に
結像するようにし、CCD素子3の使用領域C1の撮像
面によって生成する画像をスミアの少ない画像とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学系を通過した
光を光電変換して信号電荷を蓄積し、蓄積した信号電荷
を垂直転送路及び水平転送路を介して出力する撮像素子
を有する車載カメラに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、自動車等の車両においては、カメ
ラを搭載して車外風景を撮像し、画像処理により車外の
状態を認識する技術の開発が進められており、この車載
のカメラには、光学的に結像した被写体像を電気信号に
変換する撮像素子として、一般的に、光電変換部で光を
電気信号に変換して蓄積した信号電荷を垂直転送路から
水平転送路を経て読み出すCCD素子等の撮像素子が採
用される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一般的に、CCD素子
としては、光電変換部と垂直転送路とを2次元的に隣接
して配列したインターライン転送方式のCCD素子が普
及しており、このインターライン転送方式のCCD素子
では、高輝度の被写体を撮像したとき、画像上で垂直走
査方向に白い線となって現れる、いわゆるスミアが発生
するため、画像認識処理等において、誤認識の原因とな
る。
【0004】このスミアは、光電変換部で強い光によっ
てあふれた電荷が垂直転送路に入り込んで起こると考え
られており、例えば、垂直転送路の下方に信号電荷を蓄
積するメモリ領域を備えたフレームインターライン転送
方式のCCD素子を使用することによって耐スミア性を
向上することができるが、フレームインターライン転送
方式のCCD素子は、主として放送用等の高画質が要求
される分野で使用されるものであり、極めて高価であ
る。
【0005】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、光学系を通過した光を光電変換して信号電荷を蓄積
する光電変換部と、この光電変換部に蓄積した信号電荷
を転送する垂直転送路とを2次元的に隣接して配列した
撮像面を有し、上記垂直転送路に転送された信号電荷を
水平転送路を介して出力する撮像素子であって一般的に
使用される安価な撮像素子を用い、スミアの影響の少な
い画像を得ることのできる車載カメラを提供することを
目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
光学系を通過した光を光電変換して信号電荷を蓄積する
光電変換部と、この光電変換部に蓄積した信号電荷を転
送する垂直転送路とを2次元的に隣接して配列した撮像
面を有し、上記垂直転送路に転送された信号電荷を水平
転送路を介して出力する撮像素子を内蔵する車載カメラ
であって、上記撮像素子の撮像面を上記垂直転送路の上
下方向に使用領域と非使用領域との2つの領域に分けて
設定し、上記使用領域が上記光学系の結像範囲内に位置
するとともに上記非使用領域が上記光学系の結像範囲か
ら外れて天側に位置するよう、上記撮像素子を上記光学
系の結像範囲に対してオフセットさせて配置したことを
特徴とする。
【0007】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、上記光学系と上記撮像素子との間に、上記
非使用領域への入射光を遮光する部材を配置したことを
特徴とする。
【0008】請求項3記載の発明は、請求項2記載の発
明において、上記撮像素子に対する露光タイミング前後
で、上記使用領域に蓄積された信号電荷を上記垂直転送
路を介して上記非使用領域へ高速に待避させる手段を備
えたことを特徴とする。
【0009】すなわち、本発明では、光学系を通過した
光を光電変換して信号電荷を蓄積する光電変換部と、こ
の光電変換部に蓄積した信号電荷を転送する垂直転送路
とを2次元的に隣接して配列した撮像面を、垂直転送路
の上下方向に使用領域と非使用領域との2つの領域に分
けて設定し、使用領域が光学系の結像範囲内に位置する
とともに非使用領域が光学系の結像範囲から外れて天側
に位置するよう、撮像素子を光学系の結像範囲に対して
オフセットさせて配置することで、太陽光等の高輝度被
写体からの強い光が使用領域の撮像面に入射されないよ
うし、スミアを防止する。
【0010】この場合、光学系と撮像素子との間に非使
用領域への入射光を遮光する部材を配置して非使用領域
を遮光することが望ましく、さらに、その上で、撮像素
子に対する露光タイミング前後で、使用領域に蓄積され
た信号電荷を垂直転送路を介して非使用領域へ高速に待
避させることが望ましい。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図1〜図3は本発明の実施の第1
形態に係わり、図1は光学像の結像範囲に対するCCD
素子の配置を示す説明図、図2はカメラの構成図、図3
はCCD素子の構成を示すブロック図である。
【0012】図2において、符号1は、自動車等の車両
に搭載されて車外風景を撮像し、画像認識により車線・
道路形状や障害物を認識するためのカメラであり、この
カメラ1には、レンズ群からなる光学系2で結像した像
を電気信号に変換する撮像素子としてのCCD素子3、
このCCD素子3からの信号を増幅するアンプ4、CC
D素子3やアンプ4を制御するタイミング信号を発生す
るタイミング信号発生器5、同期信号(水平同期信号及
び垂直同期信号)を発生する同期信号発生器6、アンプ
4から出力される映像信号と同期信号とを合成した複合
映像信号(ビデオ信号)を出力する同期信号合成器7、
上記タイミング信号発生器5や上記同期信号発生器6等
の回路を統括的に制御して上記CCD素子3の露光制御
を行うCPU8等が備えられている。
【0013】上記CCD素子3は、図3に示すように、
光を受けて電荷を蓄積する光電変換部として水平方向及
び垂直方向に2次元的に配列されるフォトダイオード1
0、このフォトダイオード10で光を受けて蓄積した電
荷をトランスファーゲート11を介して順次垂直方向へ
転送する垂直転送路を構成する垂直シフトレジスタ1
2、この垂直シフトレジスタ12により転送される電荷
を水平方向へ順次転送する水平転送路を構成する水平シ
フトレジスタ13、この水平シフトレジスタ13からの
出力信号を増幅して出力するアンプ14等からなる周知
のインターライン転送方式のCCD素子である。
【0014】ここで、自動車等の車両における画像認識
では、垂直方向の視野よりも水平方向の視野が必要であ
り、通常のTV画像等と比較すると横長の画像である場
合が多く、上記CCD素子3の撮像面は、図3に破線で
模式的に示すように、垂直シフトレジスタ12の上方の
領域と下方の領域との2つの領域C1,C2に分けるこ
とができる。
【0015】すなわち、車載のカメラ1では、全撮像画
面に対し、実際に必要な垂直方向の画像範囲は半分程度
であり、上記CCD素子3の撮像面の一方の領域C1を
通常の画像認識で使用する領域、他方の領域C2を通常
は使用しない領域として、図1に示すように、上記CC
D素子3の撮像面の使用領域C1が上記光学系2の結像
範囲R内に位置するとともに非使用領域C2が上記光学
系2の結像範囲から外れて天側に位置するよう、上記C
CD素子3を上記光学系2の結像範囲Rに対してオフセ
ットさせて配置している。尚、使用領域C1と非使用領
域C2とは、図3の位置関係に対し、上下逆でも良い。
【0016】以上の構成によるカメラ1では、タイミン
グ信号発生器5からCCD素子3に対し、フォトダイオ
ード10への信号電荷蓄積期間を制御するためのパル
ス、垂直シフトレジスタ12を駆動するためのパルス、
水平シフトレジスタ13を駆動するためのパルスが供給
され、結像光が信号電荷に変換されて例えばフィールド
蓄積モードで読み出される。そして、CCD素子3から
の映像信号がアンプ4によって増幅された後、同期信号
合成器7で同期信号発生器6からの水平同期信号及び垂
直同期信号と合成されて複合映像信号が生成され、図示
しない画像処理装置に出力される。
【0017】この場合、CCD素子3が光学系2の結像
範囲Rに対して天側にオフセットされて配置されている
ため、太陽等の高輝度被写体からの強い光は、CCD素
子3の使用領域C1より下側(路面側)に外れた位置で
結像し、CCD素子3の使用領域C1の撮像面におい
て、フォトダイオード10から垂直シフトレジスタ12
へ電荷があふれる現象が生じない。
【0018】これにより、CCD素子3の使用領域C1
の撮像面で生成される横長の画像は、スミアの影響を低
減した画像となり、このスミアの少ない画像を用いるこ
とで、車外の対象物に対する認識処理における誤認識を
防止し、信頼性を大幅に向上することができる。
【0019】図4及び図5は本発明の実施の第2形態に
係わり、図4はCCD素子に対する遮光範囲を示す説明
図、図5はCCD素子の信号電荷の未使用領域への待避
を示す説明図である。
【0020】本形態は、前述の第1形態に対し、CCD
素子3に対するスミア対策を更に強化するものであり、
カメラ1の光学系2とCCD素子3との間に、CCD素
子3の非使用領域C2の撮像面に対する入射光を遮光す
るマスキング部材15を配置する。
【0021】すなわち、CCD素子3の非使用領域C2
の撮像面に対して遮光を施すことにより、CCD素子3
からフィールド蓄積モードで信号電荷を読み出す際に、
非使用領域C2からの垂直シフトレジスタ12への電荷
の混合が無くなり、非使用領域C2の不要な光による電
荷によって使用領域C1の正規の信号電荷が擾乱を受け
ることを防止し、スミアの影響を更に低減することがで
きる。
【0022】この場合、非使用領域C2では、光電変換
による電荷の蓄積がないため、擬似的なメモリ部として
使用することができ、CPU8によって制御される露光
タイミング前後で、図5に示すように、使用領域C1で
光電変換された正規の信号電荷を垂直シフトレジスタ1
2を経由して非使用領域C2に高速で待避させることに
より、万一、使用領域C1に強い光が入射された場合に
おいても、スミアの影響を排除することができる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
学系を通過した光を光電変換して信号電荷を蓄積する光
電変換部と、この光電変換部に蓄積した信号電荷を転送
する垂直転送路とを2次元的に隣接して配列した撮像面
を、垂直転送路の上下方向に使用領域と非使用領域との
2つの領域に分けて設定し、使用領域が光学系の結像範
囲内に位置するとともに非使用領域が光学系の結像範囲
から外れて天側に位置するよう、撮像素子を光学系の結
像範囲に対してオフセットさせて配置するため、太陽等
の高輝度被写体からの強い光が使用領域の撮像面へ入射
することによるスミア発生を防止することができる。従
って、使用領域の撮像面で撮像した画像をスミアの少な
い画像とし、この画像を用いることで対象物の認識処理
における誤認識等を防止し、信頼性を向上することがで
きる等優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の第1形態に係わり、光学像の結
像範囲に対するCCD素子の配置を示す説明図
【図2】同上、カメラの構成図
【図3】同上、CCD素子の構成を示すブロック図
【図4】本発明の実施の第2形態に係わり、CCD素子
に対する遮光範囲を示す説明図
【図5】同上、CCD素子の信号電荷の未使用領域への
待避を示す説明図
【符号の説明】
1 …カメラ 2 …光学系 3 …CCD素子(撮像素子) 10…フォトダイオード(光電変換部) 12…垂直シフトレジスタ(垂直転送路) C1…使用領域 C2…非使用領域 R …光学系の結像範囲

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光学系を通過した光を光電変換して信号
    電荷を蓄積する光電変換部と、この光電変換部に蓄積し
    た信号電荷を転送する垂直転送路とを2次元的に隣接し
    て配列した撮像面を有し、上記垂直転送路に転送された
    信号電荷を水平転送路を介して出力する撮像素子を内蔵
    する車載カメラであって、 上記撮像素子の撮像面を上記垂直転送路の上下方向に使
    用領域と非使用領域との2つの領域に分けて設定し、上
    記使用領域が上記光学系の結像範囲内に位置するととも
    に上記非使用領域が上記光学系の結像範囲から外れて天
    側に位置するよう、上記撮像素子を上記光学系の結像範
    囲に対してオフセットさせて配置したことを特徴とする
    車載カメラ。
  2. 【請求項2】 上記光学系と上記撮像素子との間に、上
    記非使用領域への入射光を遮光する部材を配置したこと
    を特徴とする請求項1記載の車載カメラ。
  3. 【請求項3】 上記撮像素子に対する露光タイミング前
    後で、上記使用領域に蓄積された信号電荷を上記垂直転
    送路を介して上記非使用領域へ高速に待避させる手段を
    備えたことを特徴とする請求項2記載の車載カメラ。
JP13226798A 1998-05-14 1998-05-14 カメラ Expired - Lifetime JP3455423B2 (ja)

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