KR102606087B1 - 고체 촬상 소자, 촬상 장치, 및 고체 촬상 소자의 제어 방법 - Google Patents

고체 촬상 소자, 촬상 장치, 및 고체 촬상 소자의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

어드레스 이벤트를 검출하는 고체 촬상 소자에 있어서, 어드레스 이벤트에 대한 검출 감도를 적절한 값으로 제어한다. 고체 촬상 소자는, 화소 어레이부 및 제어부를 구비한다. 고체 촬상 소자에 있어서, 화소 어레이부에는, 소정의 불감대 외에서 생긴 입사광의 휘도의 변화를 각각이 어드레스 이벤트로서 검출하는 복수의 화소 회로가 배열된다. 제어부는, 일정한 단위 주기 내에 화소 어레이부 내에서 어드레스 이벤트가 검출된 검출 횟수에 따라 불감대의 폭을 제어한다.

Description

고체 촬상 소자, 촬상 장치, 및 고체 촬상 소자의 제어 방법
본 기술은 고체 촬상 소자, 촬상 장치, 및 고체 촬상 소자의 제어 방법에 관한 것이다. 상세하게는, 휘도의 변화를 검출하는 고체 촬상 소자, 촬상 장치, 및 고체 촬상 소자의 제어 방법에 관한 것이다.
종래부터, 수직 동기 신호 등의 동기 신호에 동기하여 화상 데이터(프레임)를 촬상하는 동기형 고체 촬상 소자가 촬상 장치 등에서 사용되고 있다. 이 일반적인 동기형 고체 촬상 소자에서는, 동기 신호의 매 주기(예를 들면, 1/60초)에서만 화상 데이터를 취득할 수 있기 때문에, 교통이나 로봇 등에 관한 분야에 있어서, 보다 고속 처리가 요구된 경우에 대응하는 것이 곤란하게 된다. 이에, 화소 어드레스마다, 휘도의 변화를 어드레스 이벤트로서 실시간으로 검출하는 비동기형 고체 촬상 소자가 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 이와 같이, 화소마다 어드레스 이벤트를 검출하는 고체 촬상 소자는, DVS(Dynamic Vision Sensor)라고 불린다.
특허문헌 1: 일본특허공표 제2016-501495호 공보
상술한 비동기형 고체 촬상 소자(즉, DVS)에서는, 동기형 고체 촬상 소자보다 훨씬 고속으로 데이터를 생성하여 출력할 수 있다. 이 때문에, 예를 들면, 교통 분야에 있어서, 사람이나 장해물을 화상 인식하는 처리를 고속으로 실행하여, 안전성을 향상시킬 수 있다. 그러나, 상술한 고체 촬상 소자에서는, 어드레스 이벤트에 대한 검출 감도를 적절한 값으로 제어하는 것이 곤란하다. 예를 들면, 어드레스 이벤트에 대한 검출 감도가 지나치게 낮으면, 화상 인식에 있어서 장해물의 검출에 실패할 우려가 있다. 한편, 어드레스 이벤트에 대한 검출 감도가 지나치게 높으면, 조명의 변화 등에 의해 전체 화소의 휘도가 변화했을 때에 어드레스 이벤트를 과잉으로 검출하여, 소비 전력이 증대될 우려가 있다.
본 기술은 이러한 상황을 감안하여 만들어내진 것이며, 어드레스 이벤트를 검출하는 고체 촬상 소자에 있어서, 어드레스 이벤트에 대한 검출 감도를 적절한 값으로 제어하는 것을 목적으로 한다.
본 기술은, 상술한 문제점을 해소하기 위해 이루어진 것이며, 그 제1 측면은, 소정의 불감대 외에서 생긴 입사광의 휘도의 변화를 각각이 어드레스 이벤트로서 검출하는 복수의 화소 회로를 배열한 화소 어레이부와, 일정한 단위 주기 내에 상기 화소 어레이부 내에서 상기 어드레스 이벤트가 검출된 검출 횟수에 따라 상기 불감대의 폭을 제어하는 제어부를 구비하는 고체 촬상 소자, 및 그 제어 방법이다. 이에 의해, 검출 횟수에 따른 폭의 불감대 외에서 어드레스 이벤트가 검출된다는 작용을 가져온다.
또한, 이 제1 측면에 있어서, 상기 제어부는, 상기 검출 횟수가 많을수록 상기 불감대의 폭을 넓게 해도 된다. 이에 의해, 검출 횟수가 많을수록 넓은 폭의 불감대 외에서 어드레스 이벤트가 검출된다는 작용을 가져온다.
또한, 이 제1 측면에 있어서, 상기 복수의 화소 회로의 각각은, 상기 불감대의 상한 및 하한의 각각과 상기 휘도의 변화량을 비교하여 해당 비교 결과에 기초하여 상기 어드레스 이벤트를 검출해도 된다. 이에 의해, 불감대의 상한 및 하한의 각각과 휘도의 변화량의 비교 결과에 기초하여 어드레스 이벤트가 검출된다는 작용을 가져온다.
또한, 이 제1 측면에 있어서, 상기 제어부는, 상기 검출 횟수가 소정의 허용 범위 밖인 경우에는 상기 불감대의 폭을 제어해도 된다. 이에 의해, 허용 범위 밖의 검출 횟수에 따른 폭의 불감대 외에서 어드레스 이벤트가 검출된다는 작용을 가져온다.
또한, 이 제1 측면에 있어서, 상기 화소 어레이부는 복수의 영역으로 분할되고, 상기 제어부는 상기 복수의 영역 각각에 대해 상기 불감대의 폭을 제어해도 된다. 이에 의해, 영역마다 제어된 폭의 불감대 외에서 어드레스 이벤트가 검출된다는 작용을 가져온다.
또한, 이 제1 측면에 있어서, 상기 복수의 화소 회로의 각각은, 상기 입사광을 광전 변환하여 광전류를 생성하는 광전 변환 소자와, 상기 광전류를 전압으로 변환하는 전류 전압 변환 회로를 구비하고, 상기 광전 변환 소자는 수광 칩에 배치되고, 상기 전류 전압 변환 회로는 상기 수광 칩에 적층된 검출 칩에 배치되어도 된다. 이에 의해, 수광 칩 및 검출 칩의 각각에 분산되어 배치된 회로에 의해 어드레스 이벤트가 검출된다는 작용을 가져온다.
또한, 본 기술의 제2 측면은, 소정의 불감대 외에서 생긴 입사광의 휘도의 변화를 각각이 어드레스 이벤트로서 검출하는 복수의 화소 회로를 배열한 화소 어레이부와, 일정한 단위 주기 내에 상기 화소 어레이부 내에서 상기 어드레스 이벤트가 검출된 검출 횟수에 따라 상기 불감대의 폭을 제어하는 제어부와, 상기 어드레스 이벤트의 검출 결과로부터 얻어진 데이터를 기록하는 기록부를 구비하는 촬상 장치이다. 이에 의해, 검출 횟수에 따른 폭의 불감대 외에서 어드레스 이벤트가 검출되며, 그 검출 결과로부터 얻어진 데이터가 기록된다는 작용을 가져온다.
본 기술에 의하면, 어드레스 이벤트를 검출하는 고체 촬상 소자에 있어서, 어드레스 이벤트에 대한 검출 감도를 적절한 값으로 제어할 수 있다는 우수한 효과를 나타낼 수 있다. 또한, 여기에 기재된 효과는 반드시 한정되는 것이 아니고, 본 개시 중에 기재된 어떠한 효과여도 된다.
도 1은 본 기술의 제1 실시형태에 있어서의 촬상 장치의 일 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 기술의 제1 실시형태에 있어서의 고체 촬상 소자의 적층 구조의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 기술의 제1 실시형태에 있어서의 고체 촬상 소자의 일 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 기술의 제1 실시형태에 있어서의 화소 회로의 일 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 기술의 제1 실시형태에 있어서의 전류 전압 변환 회로의 일 구성예를 나타내는 회로도이다.
도 6은 본 기술의 제1 실시형태에 있어서의 버퍼, 감산기 및 양자화기의 일 구성예를 나타내는 회로도이다.
도 7은 본 기술의 제1 실시형태에 있어서의 신호 처리부의 일 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 8은 본 기술의 제1 실시형태에 있어서의 불감대 폭을 넓게 하기 전의 전압 신호, 미분 신호 및 검출 신호의 변동의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 기술의 제1 실시형태에 있어서의 불감대 폭을 넓게 한 후의 전압 신호, 미분 신호 및 검출 신호의 변동의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 기술의 제1 실시형태에 있어서의 불감대 폭의 변경 전후의 검출 횟수의 일례를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 기술의 제1 실시형태에 있어서의 고체 촬상 소자의 동작의 일례를 나타내는 플로우차트이다.
도 12는 본 기술의 제2 실시형태에 있어서의 고체 촬상 소자의 일 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 13은 본 기술의 제2 실시형태에 있어서의 메모리에 보유되는 정보의 일례를 나타내는 도면이다.
도 14는 차량 제어 시스템의 개략적인 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 15는 촬상부의 설치 위치의 일례를 나타내는 설명도이다.
이하, 본 기술을 실시하기 위한 형태(이하, 실시형태라고 칭함)에 대해 설명한다. 설명은 이하의 순서에 의해 행한다.
1. 제1 실시형태(검출 횟수에 따라 불감대 폭을 제어하는 예)
2. 제2 실시형태(영역마다 검출 횟수에 따라 불감대 폭을 제어하는 예)
3. 이동체에의 응용예
<1. 제1 실시형태>
[촬상 장치의 구성예]
도 1은 본 기술의 제1 실시형태에 있어서의 촬상 장치(100)의 일 구성예를 나타내는 블록도이다. 이 촬상 장치(100)는, 촬상 렌즈(110), 고체 촬상 소자(200), 기록부(120) 및 촬상 제어부(130)를 구비한다. 촬상 장치(100)로서는, 산업용 로봇에 탑재되는 카메라나, 차량용 카메라 등이 상정된다.
촬상 렌즈(110)는 입사광을 집광하여 고체 촬상 소자(200)로 이끄는 것이다. 고체 촬상 소자(200)는, 입사광을 광전 변환하여 어드레스 이벤트를 검출하고, 그 검출 결과에 기초하여 물체 인식 등의 소정의 처리를 실행하는 것이다. 이 고체 촬상 소자(200)는, 실행 결과를 나타내는 데이터를 기록부(120)에 공급한다.
기록부(120)는 고체 촬상 소자(200)로부터의 데이터를 기록하는 것이다. 촬상 제어부(130)는, 고체 촬상 소자(200)를 제어하여 어드레스 이벤트의 검출을 개시시키는 것이다.
[고체 촬상 소자의 구성예]
도 2는 본 기술의 제1 실시형태에 있어서의 고체 촬상 소자(200)의 적층 구조의 일례를 나타내는 도면이다. 이 고체 촬상 소자(200)는, 검출 칩(202)과, 그 검출 칩(202)에 적층된 수광 칩(201)을 구비한다. 이들 칩은, 비아(via) 등의 접속부를 통해 전기적으로 접속된다. 또한, 비아 이외에, Cu-Cu 접합이나 범프에 의해 접속할 수도 있다.
도 3은 본 기술의 제1 실시형태에 있어서의 고체 촬상 소자(200)의 일 구성예를 나타내는 블록도이다. 이 고체 촬상 소자(200)는, 행 구동 회로(211), 바이어스 전압 공급부(212), 화소 어레이부(213), 열 구동 회로(214), 신호 처리부(220) 및 메모리(215)를 구비한다.
또한, 화소 어레이부(213)에는, 2차원 격자 형상으로 복수의 화소 회로(300)가 배열된다. 이하, 수평 방향으로 배열된 화소 회로(300)의 집합을 「행」이라고 칭하고, 행에 수직인 방향으로 배열된 화소 회로(300)의 집합을 「열」이라고 칭한다.
화소 회로(300)는, 소정의 불감대 외에서 생긴 휘도의 변화를 어드레스 이벤트로서 검출하고, 그 검출 결과를 나타내는 검출 신호를 생성하는 것이다. 여기서, 불감대는, 어드레스 이벤트가 검출되지 않는 휘도 변화량의 범위를 나타낸다. 복수의 화소 회로(300)의 각각에는, 불감대의 상한을 나타내는 바이어스 전압(Vbon)과, 그 불감대의 하한을 나타내는 바이어스 전압(Vboff)이 공급된다.
또한, 어드레스 이벤트는 온 이벤트(on event)와 오프 이벤트(off event)를 포함한다. 온 이벤트는, 휘도의 변화량이 불감대의 상한(Vbon)보다 클 때에 검출된다. 한편, 오프 이벤트는, 휘도의 변화량이 불감대의 하한(Vboff)보다 작을 때에 검출된다. 검출 신호는, 온 이벤트의 검출 결과를 나타내는 1비트의 신호와 오프 이벤트의 검출 결과를 나타내는 1비트의 신호를 포함한다. 또한, 화소 회로(300)는, 온 이벤트 및 오프 이벤트의 양쪽 모두를 검출하고 있지만, 어느 일방만을 검출해도 된다.
행 구동 회로(211)는, 행의 각각을 구동하여 검출 신호를 생성시키는 것이다. 구동된 행의 화소 회로(300)는, 어드레스 이벤트를 검출했을 때에, 검출 신호의 송신을 요구하는 요청(request)을 열 구동 회로(214)에 공급한다.
열 구동 회로(214)는, 열의 각각의 요청을 조정하고, 조정 결과에 기초하여 응답을 리턴하는 것이다. 응답을 수취한 화소 회로(300)는, 검출 신호를 신호 처리부(220)에 공급한다.
신호 처리부(220)는, 검출 신호에 대하여, 화상 인식 등의 소정의 화상 처리를 실행하는 것이다. 이 신호 처리부(220)는, 처리 결과를 나타내는 데이터를 기록부(120)에 공급한다.
또한, 신호 처리부(220)는, 일정한 단위 주기마다, 그 주기 내에 화소 어레이부(213)에서 어드레스 이벤트가 검출된 횟수인 검출 횟수를 계수(計數)하여 메모리(215)에 보유시킨다. 온 이벤트 및 오프 이벤트가 혼재하는 경우에는, 온 이벤트 및 오프 이벤트 중 어느 하나가 검출될 때마다 검출 횟수가 계수된다. 예를 들면, 단위 주기 내에 10화소에서 온 이벤트가 검출되고, 15화소에서 오프 이벤트가 검출되고, 나머지 화소에서 어드레스 이벤트가 검출되지 않은 경우에, 검출 횟수는 25회가 된다.
그리고, 신호 처리부(220)는, 메모리(215)로부터 검출 횟수를 판독하고, 그 검출 횟수에 따라, 제어 신호의 송신에 의해 바이어스 전압(Vbon 및 Vboff)의 차(즉, 불감대의 폭)를 제어한다. 신호 처리부(220)는, 예를 들면, 검출 횟수가 많을수록 불감대의 폭을 넓게 한다. 여기서, 제어 신호는, 바이어스 전압(Vbon 및 Vboff)의 각각의 증감을 바이어스 전압 공급부(212)에 지시하는 신호이다. 또한, 신호 처리부(220)는, 청구범위에 기재된 제어부의 일례이다.
바이어스 전압 공급부(212)는, 신호 처리부(220)로부터의 제어 신호에 따라 바이어스 전압(Vbon 및 Vboff)을 생성하고, 화소 회로(300)의 모두에 공급하는 것이다. 메모리(215)는 검출 횟수, 불감대의 상한 및 하한을 보유하는 것이다.
[화소 회로의 구성예]
도 4는 본 기술의 제1 실시형태에 있어서의 화소 회로(300)의 일 구성예를 나타내는 블록도이다. 이 화소 회로(300)는, 광전 변환 소자(301), 전류 전압 변환 회로(310), 버퍼(320), 감산기(330), 양자화기(340) 및 전송 회로(350)를 구비한다.
광전 변환 소자(301)는, 입사광을 광전 변환하여 광신호를 생성하는 것이다. 이 광전 변환 소자(301)는, 생성된 광전류를 전류 전압 변환 회로(310)에 공급한다.
전류 전압 변환 회로(310)는, 광전 변환 소자(301)로부터의 광전류를, 그 대수(對數)의 전압 신호로 변환하는 것이다. 이 전류 전압 변환 회로(310)는, 전압 신호를 버퍼(320)에 공급한다.
버퍼(320)는, 전류 전압 변환 회로(310)로부터의 전압 신호를 보정하는 것이다. 이 버퍼(320)는, 보정후의 전압 신호를 감산기(330)에 출력한다.
감산기(330)는, 행 구동 회로(211)로부터의 행 구동 신호에 따라서 버퍼(320)로부터의 전압 신호의 레벨을 저하시키는 것이다. 이 감산기(330)는, 저하후의 신호를 미분 신호로서 양자화기(340)에 공급한다.
양자화기(340)는, 감산기(330)로부터의 미분 신호를 디지털 신호로 양자화하여 검출 신호로서 전송 회로(350)에 출력하는 것이다.
전송 회로(350)는, 양자화기(340)로부터의 검출 신호를 신호 처리부(220)에 전송하는 것이다. 이 전송 회로(350)는, 어드레스 이벤트가 검출되었을 때에, 검출 신호의 송신을 요구하는 요청을 열 구동 회로(214)에 공급한다. 그리고, 전송 회로(350)는, 요청에 대한 응답을 열 구동 회로(214)로부터 수취하면, 검출 신호를 신호 처리부(220)에 공급한다.
[전류 전압 변환 회로의 구성예]
도 5는 본 기술의 제1 실시형태에 있어서의 전류 전압 변환 회로(310)의 일 구성예를 나타내는 회로도이다. 이 전류 전압 변환 회로(310)는, N형 트랜지스터(311 및 313)와 P형 트랜지스터(312)를 구비한다. 이들 트랜지스터로서, 예를 들면, MOS(Metal-Oxide-Semiconductor) 트랜지스터가 사용된다.
N형 트랜지스터(311)의 소스는, 광전 변환 소자(301)에 접속되고, 드레인은 전원 단자에 접속된다. P형 트랜지스터(312) 및 N형 트랜지스터(313)는, 전원 단자와 접지 단자의 사이에서 직렬로 접속된다. 또한, P형 트랜지스터(312) 및 N형 트랜지스터(313)의 접속점은, N형 트랜지스터(311)의 게이트와 버퍼(320)의 입력 단자에 접속된다. 또한, P형 트랜지스터(312)의 게이트에는, 소정의 바이어스 전압(Vbias)이 인가된다.
N형 트랜지스터(311 및 313)의 드레인은 전원측에 접속되어 있고, 이러한 회로는 소스 팔로워(source follower)라고 불린다. 이들 루프 형상으로 접속된 2개의 소스 팔로워에 의해, 광전 변환 소자(301)로부터의 광전류는, 그 대수의 전압 신호로 변환된다. 또한, P형 트랜지스터(312)는, 일정한 전류를 N형 트랜지스터(313)에 공급한다.
또한, 화소 회로(300)의 각각에 있어서 광전 변환 소자(301)는, 수광 칩(201)에 배치된다. 한편, 광전 변환 소자(301) 이외의 회로나 소자는, 검출 칩(202)에 배치된다.
[버퍼, 감산기 및 양자화기의 구성예]
도 6은 본 기술의 제1 실시형태에 있어서의 버퍼(320), 감산기(330) 및 양자화기(340)의 일 구성예를 나타내는 회로도이다.
버퍼(320)는, 전원 및 접지 단자의 사이에서 직렬로 접속된 P형 트랜지스터(321 및 322)를 구비한다. 이들 트랜지스터로서, 예를 들면, MOS 트랜지스터가 사용된다. 접지측의 P형 트랜지스터(322)의 게이트는 전류 전압 변환 회로(310)에 접속되고, 전원측의 P형 트랜지스터(321)의 게이트에는, 바이어스 전압(Vbsf)이 인가된다. 또한, P형 트랜지스터(321 및 322)의 접속점은 감산기(330)에 접속된다. 이 접속에 의해, 전류 전압 변환 회로(310)로부터의 전압 신호에 대한 임피던스 변환이 행해진다.
감산기(330)는, 용량(331 및 333)과, P형 트랜지스터(332 및 334)와, N형 트랜지스터(335)를 구비한다. 이들 트랜지스터로서, 예를 들면, MOS 트랜지스터가 사용된다.
용량(331)의 일단은, 버퍼(320)에 접속되고, 타단은, 용량(333)의 일단과 P형 트랜지스터(334)의 게이트에 접속된다. P형 트랜지스터(332)의 게이트에는, 행 구동 회로(211)로부터의 행 구동 신호가 입력되고, 소스 및 드레인은 용량(333)의 양단에 접속된다. P형 트랜지스터(334) 및 N형 트랜지스터(335)는 전원 단자와 접지 단자의 사이에서 직렬로 접속된다. 또한, 용량(333)의 타단은, P형 트랜지스터(334) 및 N형 트랜지스터(335)의 접속점에 접속된다. 접지측의 N형 트랜지스터(335)의 게이트에는, 바이어스 전압(Vba)이 인가되고, P형 트랜지스터(334) 및 N형 트랜지스터(335)의 접속점은 양자화기(340)에도 접속된다. 이러한 접속에 의해, 휘도의 변화량을 나타내는 미분 신호가 생성되어 양자화기(340)에 출력된다.
양자화기(340)는 P형 트랜지스터(341 및 343)와 N형 트랜지스터(342 및 344)를 구비한다. 이들 트랜지스터로서, 예를 들면, MOS 트랜지스터가 사용된다.
P형 트랜지스터(341) 및 N형 트랜지스터(342)는, 전원 단자와 접지 단자의 사이에서 직렬로 접속되고, P형 트랜지스터(343) 및 N형 트랜지스터(344)도, 전원 단자와 접지 단자의 사이에서 직렬로 접속된다. 또한, P형 트랜지스터(341 및 343)의 게이트는 감산기(330)에 접속된다. N형 트랜지스터(342)의 게이트에는 바이어스 전압(Vbon)이 인가되고, N형 트랜지스터(344)의 게이트에는 바이어스 전압(Vboff)이 인가된다.
P형 트랜지스터(341) 및 N형 트랜지스터(342)의 접속점은, 전송 회로(350)에 접속되고, 이 접속점의 전압이 검출 신호(VCH)로서 출력된다. P형 트랜지스터(343) 및 N형 트랜지스터(344)의 접속점도 전송 회로(350)에 접속되고, 이 접속점의 전압이 검출 신호(VCL)로서 출력된다. 이러한 접속에 의해, 미분 신호가 바이어스 전압(Vbon)을 초과한 경우에 양자화기(340)는, 하이 레벨(high-level)의 검출 신호(VCH)를 출력하고, 미분 신호가 바이어스 전압(Vboff)을 하회한 경우에 로우 레벨(low-level)의 검출 신호(VCL)를 출력한다. 검출 신호(VCH)는 온 이벤트의 검출 결과를 나타내고, 검출 신호(VCL)는 오프 이벤트의 검출 결과를 나타낸다.
또한, 광전 변환 소자(301)만을 수광 칩(201)에 배치하고, 그 이외를 검출 칩(202)에 배치하고 있지만, 각각의 칩에 배치하는 회로는, 이 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면, 광전 변환 소자(301)와, N형 트랜지스터(311 및 313)를 수광 칩(201)에 배치하고, 그 이외를 검출 칩(202)에 배치할 수도 있다. 또한, 광전 변환 소자(301) 및 전류 전압 변환 회로(310)를 수광 칩(201)에 배치하고, 그 이외를 검출 칩(202)에 배치할 수도 있다. 또한, 광전 변환 소자(301), 전류 전압 변환 회로(310) 및 버퍼(320)를 수광 칩(201)에 배치하고, 그 이외를 검출 칩(202)에 배치할 수도 있다. 또한, 광전 변환 소자(301), 전류 전압 변환 회로(310), 버퍼(320) 및 용량(331)을 수광 칩(201)에 배치하고, 그 이외를 검출 칩(202)에 배치할 수도 있다. 또한, 광전 변환 소자(301), 전류 전압 변환 회로(310), 버퍼(320), 감산기(330) 및 양자화기(340)를 수광 칩(201)에 배치하고, 그 이외를 검출 칩(202)에 배치할 수도 있다.
[신호 처리부의 구성예]
도 7은, 본 기술의 제1 실시형태에 있어서의 신호 처리부(220)의 일 구성예를 나타내는 블록도이다. 이 신호 처리부(220)는, 화상 처리부(221), 검출 횟수 계수부(222) 및 바이어스 제어부(223)를 구비한다.
화상 처리부(221)는, 화소 어레이부(213)로부터의 검출 신호로 이루어지는 화상 데이터에 대하여, 물체 인식 등의 소정의 처리를 실행하는 것이다. 이 화상 처리부(221)는 실행 결과를 기록부(120)에 공급한다. 또한, 화상 데이터에 대한 처리를, 화상 처리부(221) 대신에 고체 촬상 소자(200)의 외부의 DSP(Digital Signal Processor) 등이 실행하는 구성이어도 된다.
검출 횟수 계수부(222)는, 일정한 단위 주기마다, 그 주기 내에 화소 어레이부(213)에 의해 어드레스 이벤트가 검출된 횟수를 계수하는 것이다. 이 검출 횟수 계수부(222)는, 단위 주기마다, 그 주기의 개시 시에 메모리(215) 내의 검출 횟수를 초기값으로 한다. 그리고, 검출 횟수 계수부(222)는, 어드레스 이벤트가 검출될 때마다, 검출 횟수를 증분하고, 증분후의 값에 의해 검출 횟수를 갱신한다. 즉, 업 카운트가 행해진다. 또한, 검출 횟수 계수부(222)는, 업 카운트를 행하고 있지만, 그 대신에 다운 카운트를 행해도 된다.
바이어스 제어부(223)는, 검출 횟수에 따라 바이어스 전압을 제어하는 것이다. 이 바이어스 제어부(223)는, 촬상 제어부(130)에 의해 어드레스 이벤트의 검출 개시가 지시되었을 때에, 메모리(215) 내의 불감대의 상한 및 하한을 초기값으로 한다. 그리고, 바이어스 제어부(223)는, 단위 주기마다, 그 주기의 종료시에 메모리(215)로부터 검출 횟수를 판독하고, 그 검출 횟수가 소정의 허용 범위 내의 값인지 아닌지를 판단한다.
검출 횟수가 허용 범위 밖이며, 그 범위의 상한보다 많은 경우에, 바이어스 제어부(223)는, 불감대의 폭을 넓게 한다. 예를 들면, 바이어스 제어부(223)는, 불감대의 상한을 소정값만큼 올리고, 불감대의 하한을 소정값만큼 내려, 변경후의 값에 의해 메모리(215)를 갱신한다. 또한, 바이어스 제어부(223)는, 제어 신호에 의해, 갱신후의 불감대의 상한 및 하한에 대응하는 값으로, 바이어스 전압(Vbon 및 Vboff)을 제어한다.
한편, 검출 횟수가 허용 범위의 하한보다 적은 경우에, 바이어스 제어부(223)는, 불감대의 폭을 좁게 한다. 예를 들면, 바이어스 제어부(223)는, 불감대의 상한을 소정값만큼 내리고, 불감대의 하한을 소정값만큼 올려, 변경후의 값에 의해 메모리(215)를 갱신한다. 또한, 바이어스 제어부(223)는, 제어 신호에 의해, 갱신후의 불감대의 상한 및 하한에 대응하는 값으로, 바이어스 전압(Vbon 및 Vboff)을 제어한다.
또한, 검출 횟수가 허용 범위 내인 경우, 바이어스 제어부(223)는, 불감대의 폭을 제어하지 않고, 현재의 값을 유지한다.
한편, 바이어스 제어부(223)는, 검출 횟수가 허용 범위 밖인 경우에만, 불감대의 폭을 제어하고 있지만, 허용 범위를 마련하지 않고, 검출 횟수가 많을수록 불감대의 폭을 넓게 해도 된다.
또한, 바이어스 제어부(223)는, 불감대의 상한 및 하한의 양쪽 모두를 증감하고 있지만, 일방만의 증감에 의해 불감대의 폭을 제어해도 된다.
또한, 바이어스 제어부(223)는, 불감대의 폭의 제어량을 제한하고 있지 않지만, 일정한 제어 범위 내에서 불감대의 폭을 제어할 수도 있다. 예를 들면, 불감대의 폭이 제어 범위의 상한에 도달하면, 바이어스 제어부(223)는, 검출 횟수가 허용 범위의 상한보다 많더라도, 더 이상 불감대의 폭을 넓게 하지 않는다. 또한, 불감대의 폭이 제어 범위의 하한에 도달하면, 바이어스 제어부(223)는, 검출 횟수가 허용 범위의 하한보다 적더라도, 더 이상 불감대의 폭을 좁게 하지 않는다.
도 8은 본 기술의 제1 실시형태에 있어서의 불감대 폭을 넓게 하기 전의 전압 신호, 미분 신호 및 검출 신호의 변동의 일례를 나타내는 그래프이다. 동 도면에 있어서의 a는, 어떤 화소의 전압 신호의 변동의 일례를 나타내는 그래프이며, 동 도면에 있어서의 b는, 그 화소의 미분 신호의 변동의 일례를 나타내는 그래프이다. 동 도면에 있어서의 c는, 화소의 검출 신호의 변동의 일례를 나타내는 그래프이다. 동 도면에 있어서의 a의 종축은, 전류 전압 변환 회로(310)로부터의 전압 신호의 레벨을 나타내고, 횡축은 시간을 나타낸다. 동 도면에 있어서의 b의 종축은, 감산기(330)로부터의 미분 신호의 레벨을 나타내고, 횡축은 시간을 나타낸다. 동 도면에 있어서의 c의 종축은, 양자화기(340)로부터의 검출 신호의 레벨을 나타내고, 횡축은 시간을 나타낸다. 동 도면에 있어서의 c의 상방향의 화살표는 온 이벤트 검출시의 검출 신호를 나타내고, 하방향의 화살표는, 오프 이벤트 검출시의 검출 신호를 나타낸다.
어떤 화소에의 입사광의 휘도가 변동하면, 그 변동에 따라 전압 신호가 변동한다. 또한, 휘도의 변화량을 나타내는 미분 신호도 변동한다. 그리고, 예를 들면, 타이밍(T0 및 T1)에 있어서 미분 신호의 레벨이 불감대의 하한을 하회한다. 또한, 타이밍(T2, T3 및 T4)에 있어서 미분 신호의 레벨이 불감대의 상한을 초과한다. 이 때문에, 타이밍(T0 및 T1)에 있어서, 오프 이벤트가 검출되고, 타이밍(T2, T3 및 T4)에 있어서 온 이벤트가 검출된다. 또한, 미분 신호의 레벨이 불감대 내인 경우에는, 어드레스 이벤트는 검출되지 않는다.
여기서, 검출 횟수가 허용 범위의 상한보다 많고，바이어스 제어부(223)는, 불감대의 폭을 넓게 한 것으로 한다.
도 9는 본 기술의 제1 실시형태에 있어서의 불감대 폭을 넓게 한 후의 전압 신호, 미분 신호 및 검출 신호의 변동의 일례를 나타내는 그래프이다. 동 도면에 있어서의 a는, 어떤 화소의 전압 신호의 변동의 일례를 나타내는 그래프이며, 동 도면에 있어서의 b는, 그 화소의 미분 신호의 변동의 일례를 나타내는 그래프이다. 동 도면에 있어서의 c는, 화소의 검출 신호의 변동의 일례를 나타내는 그래프이다. 동 도면에 있어서의 a의 종축은, 전압 신호의 레벨을 나타내고, 횡축은 시간을 나타낸다. 동 도면에 있어서의 b의 종축은, 미분 신호의 레벨을 나타내고, 횡축은 시간을 나타낸다. 동 도면에 있어서의 c의 종축은, 검출 신호의 레벨을 나타내고, 횡축은 시간을 나타낸다.
불감대 폭의 변경후에 있어서, 변경전과 마찬가지의 휘도 변화가 생긴 것으로 한다. 변경후는, 타이밍(T0)에 있어서 미분 신호의 레벨이 불감대의 하한을 하회한다. 또한, 타이밍(T1 및 T2)에 있어서 미분 신호의 레벨이 불감대의 상한을 초과한다. 이 때문에, 타이밍(T0)에 있어서, 오프 이벤트가 검출되고, 타이밍(T1 및 T2)에 있어서 온 이벤트가 검출된다. 이와 같이, 불감대 폭을 넓게 하기 전과 비교하여, 어드레스 이벤트에 대한 검출 감도가 저하되기 때문에, 어드레스 이벤트의 검출 횟수가 적어진다.
도 10은 본 기술의 제1 실시형태에 있어서의 불감대 폭의 변경 전후의 검출 횟수의 일례를 나타내는 도면이다. 동 도면에 있어서의 a는, 불감대 폭을 넓게 하기 전과 넓게 한 후의 각각의 단위 주기 내의 검출 횟수의 일례를 나타내는 히스토그램이다. 동 도면에 있어서의 b는, 불감대 폭을 좁게 하기 전과 좁게 한 후의 각각의 단위 주기 내의 검출 횟수의 일례를 나타내는 히스토그램이다.
검출 횟수가 허용 범위의 상한보다 많은 경우, 바이어스 제어부(223)는, 불감대 폭을 넓게 한다. 이에 의해, 어드레스 이벤트에 대한 검출 감도가 저하되고, 불감대 폭의 변경전과 비교하여 검출 횟수가 적어진다.
한편, 검출 횟수가 허용 범위의 하한보다 적은 경우, 바이어스 제어부(223)는, 불감대 폭을 좁게 한다. 이에 의해, 어드레스 이벤트에 대한 검출 감도가 상승하고, 불감대 폭의 변경전과 비교하여 검출 횟수가 많아진다.
이와 같이, 바이어스 제어부(223)가 검출 횟수에 따라 불감대의 폭을 증감함으로써, 불감대의 폭을 적절한 범위로 설정할 수 있다.
예를 들면, 조명의 변화에 의해, 화면 전체의 밝기가 변하는 경우를 상정한다. 이 경우에는 전체 화소의 밝기가 변하기 때문에, 불감대가 지나치게 좁으면, 전체 화소에서 어드레스 이벤트가 검출될 우려가 있다. 어드레스 이벤트의 검출 횟수가 많을수록, 검출 신호를 전송하는 회로나, 검출 신호를 처리하는 회로의 부하가 커지기 때문에, 고체 촬상 소자(200) 전체의 소비 전력이 증대될 우려가 있다. 그러나, 바이어스 제어부(223)는, 검출 횟수가 많을수록 불감대의 폭을 넓게 하기 때문에, 어드레스 이벤트의 과잉 검출을 억제하고, 소비 전력을 저감할 수 있다.
또한, 전체 화소 중 일부 화소에서 휘도의 변화가 생기고, 그 변화량이 작은 경우를 생각한다. 이 경우에, 불감대가 지나치게 넓으면, 변화가 생긴 화소에서 어드레스 이벤트를 검출할 수 없으며, 어드레스 이벤트를 놓칠 우려가 있다. 그러나, 바이어스 제어부(223)는, 검출 횟수가 적을수록 불감대의 폭을 좁게 하기 때문에, 어드레스 이벤트를 놓치는 것을 방지할 수 있다.
[고체 촬상 소자의 동작 예]
도 11은 본 기술의 제1 실시형태에 있어서의 고체 촬상 소자(200)의 동작의 일례를 나타내는 플로우차트이다. 이 동작은, 어드레스 이벤트를 검출하기 위한 소정의 애플리케이션이 실행되었을 때에 개시된다.
고체 촬상 소자(200) 내의 신호 처리부(220)는, 불감대의 상한 및 하한과 검출 횟수를 초기화한다(스텝(S901)). 그리고, 신호 처리부(220)는, 어드레스 이벤트의 검출 횟수를 계수하고(스텝(S902)), 단위 주기를 경과했는지 아닌지를 판단한다(스텝(S903)). 단위 주기를 경과하지 않은 경우(스텝(S903): No), 신호 처리부(220)는 스텝(S902)을 반복한다.
한편, 단위 주기를 경과한 경우(스텝(S903): Yes), 신호 처리부(220)는, 검출 횟수가 허용 범위의 상한보다 많은지 아닌지를 판단한다(스텝(S904)). 검출 횟수가 허용 범위의 상한보다 많은 경우에(스텝(S904): Yes), 신호 처리부(220)는, 불감대 상한을 올리고, 불감대 하한을 내려서, 불감대의 폭을 넓게 한다(스텝(S905)).
검출 횟수가 허용 범위의 상한 이하인 경우(스텝(S904): No), 신호 처리부(220)는, 검출 횟수가 허용 범위의 하한보다 적은지 아닌지를 판단한다(스텝(S906)). 검출 횟수가 허용 범위의 하한보다 적은 경우에(스텝(S906): Yes), 신호 처리부(220)는, 불감대 상한을 내리고, 불감대 하한을 올려서, 불감대의 폭을 좁게 한다(스텝(S907)).
검출 횟수가 허용 범위 내의 값인 경우(스텝(S906): No), 신호 처리부(220)는, 검출 횟수를 초기화하고(스텝(S908)), 스텝(S902) 이후를 반복하여 실행한다. 또한, 스텝(S905 또는 S907) 이후에 있어서도 신호 처리부(220)는, 스텝(S908)을 실행한다.
이와 같이, 본 기술의 제1 실시형태에 의하면, 신호 처리부(220)는, 어드레스 이벤트의 검출 횟수에 따라 불감대의 폭을 제어하기 때문에, 어드레스 이벤트에 대한 검출 감도를 적절한 값으로 제어할 수 있다.
<2. 제2 실시형태>
상술한 제1 실시형태에서는, 신호 처리부(220)가, 전체 화소의 바이어스 전압을 동일한 값으로 제어하고 있었다. 그러나, 이 구성에서는, 신(scene)에 따라서는, 어드레스 이벤트에 대한 검출 감도가 적절한 값으로 되지 않을 우려가 있다. 예를 들면, 조명의 변화에 의해 화소 어레이부(213)의 일부의 밝기가 변동하는 경우, 그 부분에 있어서 어드레스 이벤트가 과잉으로 검출되어 버린다. 이 제2 실시형태의 고체 촬상 소자(200)는, 화소 어레이부(213)를 복수의 영역으로 분할하고, 영역마다 바이어스 전압을 제어하는 점에서 제1 실시형태와 다르다.
도 12는 본 기술의 제2 실시형태에 있어서의 고체 촬상 소자(200)의 일 구성예를 나타내는 블록도이다. 이 제2 실시형태의 고체 촬상 소자(200)는, 화소 어레이부(213)가 M(M은 2 이상의 정수)개의 단위 영역(305)으로 분할되어 있는 점에서 제1 실시형태와 다르다. 단위 영역(305)의 각각에는, I행×J열(I 및 J는 정수)의 화소 회로(300)가 배열된다.
또한, 제2 실시형태의 신호 처리부(220)는, 단위 영역(305)마다, 검출 횟수를 계수하고, 그 검출 횟수에 따라 바이어스 전압을 제어한다. 또한, 제2 실시형태의 바이어스 전압 공급부(212)는, 바이어스 전압(Vbon1 내지 VbonM)과, 바이어스 전압(Vboff1 내지 VboffM)을 공급한다. 바이어스 전압(Vbonm) 및 바이어스 전압(Vboffm)(m은 1 내지 M의 정수)은, m개째의 단위 영역(305)에 공급된다.
도 13은 본 기술의 제2 실시형태에 있어서의 메모리(215)에 보유되는 정보의 일례를 나타내는 도면이다. 메모리(215)에는, M개의 단위 영역(305)의 각각에 대해, 검출 횟수와, 불감대 상한과, 불감대 하한이 보유된다.
예를 들면, 단위 영역(305)을 식별하기 위한 영역 식별번호가 「01」인 영역에 대해, 단위 주기 내에서 검출 횟수가 「15」회이며, 이 검출 횟수는 허용 범위 내인 것으로 한다. 또한, 영역 식별번호 「02」의 영역에 대해, 단위 주기 내에서 검출 횟수가 「0」회이며, 이 검출 횟수는 허용 범위의 하한보다 적은 것으로 한다. 이 경우에 신호 처리부(220)는, 영역 식별번호가 「01」의 영역의 불감대 상한 및 하한을 변경하지 않는다. 한편, 신호 처리부(220)는, 영역 식별번호가 「02」인 영역에 대해, 불감대 상한인 「U02」를 내리고, 불감대 하한인 「L02」를 올린다.
이와 같이, 본 기술의 제2 실시형태에 의하면, 신호 처리부(220)는, 단위 영역마다 어드레스 이벤트의 검출 횟수에 따라 불감대 폭을 제어하기 때문에, 단위 영역 각각의 검출 감도를 적절한 값으로 제어할 수 있다.
<3. 이동체에의 응용예>
본 개시와 관련되는 기술(본 기술)은 다양한 제품에 응용할 수 있다. 예를 들면, 본 개시와 관련되는 기술은 자동차, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차, 자동이륜차, 자전거, 퍼스널 모빌리티, 비행기, 드론, 선박, 로봇 등 어느 종류의 이동체에 탑재되는 장치로서 실현되어도 된다.
도 14는 본 개시와 관련되는 기술이 적용될 수 있는 이동체 제어 시스템의 일례인 차량 제어 시스템의 개략적인 구성예를 나타내는 블록도이다.
차량 제어 시스템(12000)은 통신 네트워크(12001)를 거쳐 접속된 복수의 전자 제어 유닛을 구비한다. 도 14에 나타낸 예에서는, 차량 제어 시스템(12000)은 구동계 제어 유닛(12010), 보디계 제어 유닛(12020), 차외 정보 검출 유닛(12030), 차내 정보 검출 유닛(12040), 및 통합 제어 유닛(12050)을 구비한다. 또한, 통합 제어 유닛(12050)의 기능 구성으로서, 마이크로컴퓨터(12051), 음성 화상 출력부(12052), 및 차재 네트워크 I/F(Interface)(12053)가 도시되어 있다.
구동계 제어 유닛(12010)은 각종 프로그램에 따라 차량의 구동계에 관련하는 장치의 동작을 제어한다. 예를 들면, 구동계 제어 유닛(12010)은, 내연기관 또는 구동용 모터 등의 차량의 구동력을 발생시키기 위한 구동력 발생 장치, 구동력을 차륜에 전달하기 위한 구동력 전달 기구, 차량의 타각을 조절하는 스티어링 기구, 및 차량의 제동력을 발생시키는 제동 장치 등의 제어 장치로서 기능한다.
보디계 제어 유닛(12020)은 각종 프로그램에 따라 차체에 장비된 각종 장치의 동작을 제어한다. 예를 들면, 보디계 제어 유닛(12020)은 키리스 엔트리(keyless entry) 시스템, 스마트 키 시스템, 파워 윈도우 장치, 또는 헤드 램프, 백 램프, 브레이크 램프, 깜빡이 또는 안개등 등의 각종 램프의 제어장치로서 기능한다. 이 경우, 보디계 제어 유닛(12020)에는, 키를 대체하는 휴대기로부터 발신되는 전파 또는 각종 스위치의 신호가 입력될 수 있다. 보디계 제어 유닛(12020)은 이들 전파 또는 신호의 입력을 수신하여, 차량의 도어록 장치, 파워 윈도우 장치, 램프 등을 제어한다.
차외 정보 검출 유닛(12030)은 차량 제어 시스템(12000)을 탑재한 차량의 외부의 정보를 검출한다. 예를 들면, 차외 정보 검출 유닛(12030)에는, 촬상부(12031)가 접속된다. 차외 정보 검출 유닛(12030)은 촬상부(12031)에 차 밖의 화상을 촬상시키고, 촬상된 화상을 수신한다. 차외 정보 검출 유닛(12030)은, 수신한 화상에 기초하여, 사람, 차, 장애물, 표지 또는 노면 상의 문자 등의 물체 검출 처리 또는 거리 검출 처리를 행해도 된다.
촬상부(12031)는 광을 수광하고, 그 광의 수광량에 따른 전기 신호를 출력하는 광 센서이다. 촬상부(12031)는, 전기 신호를 화상으로서 출력할 수도 있고, 측거의 정보로서 출력할 수도 있다. 또한, 촬상부(12031)가 수광하는 광은 가시광이어도 되고, 적외선 등의 비가시광이어도 된다.
차내 정보 검출 유닛(12040)은, 차내의 정보를 검출한다. 차내 정보 검출 유닛(12040)에는, 예를 들면, 운전자의 상태를 검출하는 운전자 상태 검출부(12041)가 접속된다. 운전자 상태 검출부(12041)는, 예를 들면, 운전자를 촬상하는 카메라를 포함한다. 차내 정보 검출 유닛(12040)은, 운전자 상태 검출부(12041)로부터 입력되는 검출 정보에 기초하여 운전자의 피로 정도 또는 집중 정도를 산출해도 되고, 운전자가 졸고 있지 않은지를 판별해도 된다.
마이크로컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030) 또는 차내 정보 검출 유닛(12040)에서 취득되는 차내외의 정보에 기초하여, 구동력 발생 장치, 스티어링 기구 또는 제동 장치의 제어 목표값을 연산하여, 구동계 제어 유닛(12010)에 대해 제어 지령을 출력할 수 있다. 예를 들면, 마이크로컴퓨터(12051)는, 차량의 충돌 회피 또는 충격 완화, 차간거리에 기초하는 추종 주행, 차속 유지 주행, 차량의 충돌 경고, 또는 차량의 차선 일탈 경고 등을 포함하는 ADAS(Advanced Driver Assistance System)의 기능 실현을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수 있다.
또한, 마이크로컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030) 또는 차내 정보 검출 유닛(12040)에서 취득되는 차량 주위의 정보에 기초하여 구동력 발생 장치, 스티어링 기구 또는 제동 장치 등을 제어함으로써, 운전자의 조작에 의하지 않고 자율적으로 주행하는 자동 운전 등을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수 있다.
또한, 마이크로컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030)에서 취득되는 차외의 정보에 기초하여, 보디계 제어 유닛(12020)에 대해 제어 지령을 출력할 수 있다. 예를 들면, 마이크로컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030)으로 검지한 선행차 또는 대향차의 위치에 따라 헤드 램프를 제어하여, 하이 빔을 로우 빔으로 전환하는 등의 눈부심 방지를 도모하는 것을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수 있다.
음성 화상 출력부(12052)는, 차량의 탑승자 또는 차외에 대해, 시각적 또는 청각적으로 정보를 통지하는 것이 가능한 출력장치로 음성 및 화상 중 적어도 일방의 출력 신호를 송신한다. 도 14의 예에서는, 출력장치로서, 오디오 스피커(12061), 표시부(12062) 및 인스트루먼트 패널(12063)이 예시되고 있다. 표시부(12062)는, 예를 들면, 온 보드 디스플레이 및 헤드 업 디스플레이 중 적어도 하나를 포함하고 있어도 된다.
도 15는 촬상부(12031)의 설치 위치의 예를 나타내는 도면이다.
도 15에서는, 촬상부(12031)로서, 촬상부(12101, 12102, 12103, 12104 및 12105)를 갖는다.
촬상부(12101, 12102, 12103, 12104, 12105)는, 예를 들면, 차량(12100)의 프런트 노즈, 사이드 미러, 리어범퍼, 백 도어 및 차실내의 프런트 글래스의 상부 등의 위치에 설치된다. 프런트 노즈에 구비되는 촬상부(12101) 및 차실내의 프런트 글래스의 상부에 구비되는 촬상부(12105)는, 주로 차량(12100)의 전방의 화상을 취득한다. 사이드 미러에 구비되는 촬상부(12102, 12103)는, 주로 차량(12100)의 측방의 화상을 취득한다. 리어범퍼 또는 백 도어에 구비되는 촬상부(12104)는, 주로 차량(12100)의 후방의 화상을 취득한다. 차실내의 프런트 글래스의 상부에 구비되는 촬상부(12105)는, 주로 선행 차량 또는 보행자, 장애물, 신호기, 교통 표지 또는 차선 등의 검출에 이용된다.
또한, 도 15에는 촬상부(12101 내지 12104)의 촬영 범위의 일례가 도시되어 있다. 촬상 범위(12111)는, 프런트 노즈에 설치된 촬상부(12101)의 촬상 범위를 나타낸다. 촬상 범위(12112, 12113)는, 각각 사이드 미러에 설치된 촬상부(12102, 12103)의 촬상 범위를 나타내고, 촬상 범위(12114)는, 리어범퍼 또는 백 도어에 설치된 촬상부(12104)의 촬상 범위를 나타낸다. 예를 들면, 촬상부(12101 내지 12104)로 촬상된 화상 데이터가 중첩됨으로써, 차량(12100)을 상방으로부터 본 부감 화상을 얻을 수 있다.
촬상부(12101 내지 12104) 중 적어도 하나는 거리 정보를 취득하는 기능을 가지고 있어도 된다. 예를 들면, 촬상부(12101 내지 12104) 중 적어도 하나는 복수의 촬상 소자로 이루어지는 스테레오 카메라여도 되고, 위상차 검출용의 화소를 가지는 촬상 소자여도 된다.
예를 들면, 마이크로컴퓨터(12051)는, 촬상부(12101 내지 12104)로부터 얻어지는 거리 정보를 기초로, 촬상 범위(12111 내지 12114) 내에 있어서의 각 입체물까지의 거리와, 이 거리의 시간적 변화(차량(12100)에 대한 상대속도)를 구함으로써, 특히 차량(12100)의 진행로 상에 있는 가장 가까운 입체물로, 차량(12100)과 대략 같은 방향으로 소정의 속도(예를 들면, 0km/h 이상)로 주행하는 입체물을 선행차로서 추출할 수 있다. 또한, 마이크로컴퓨터(12051)는, 선행차와의 사이에서 미리 확보해야 하는 차간거리를 설정하고, 자동 브레이크 제어(추종 정지 제어도 포함함)나 자동 가속 제어(추종 발진 제어도 포함함) 등을 행할 수 있다. 이와 같이 운전자의 조작에 의하지 않고 자율적으로 주행하는 자동 운전 등을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수 있다.
예를 들면, 마이크로컴퓨터(12051)는, 촬상부(12101 내지 12104)로부터 얻어진 거리 정보를 바탕으로, 입체물에 관한 입체물 데이터를, 이륜차, 보통 차량, 대형차량, 보행자, 전신주 등 그 외의 입체물로 분류하여 추출하고, 장애물의 자동 회피에 이용할 수 있다. 예를 들면, 마이크로컴퓨터(12051)는, 차량(12100) 주변의 장애물을, 차량(12100)의 드라이버가 시인 가능한 장애물과 시인 곤란한 장애물로 식별한다. 그리고, 마이크로컴퓨터(12051)는, 각 장애물과의 충돌 위험도를 나타내는 충돌 리스크를 판단하여, 충돌 리스크가 설정값 이상으로 충돌 가능성이 있는 상황일 때에는, 오디오 스피커(12061)나 표시부(12062)를 통해 드라이버에 경보를 출력하거나, 구동계 제어 유닛(12010)을 통해 강제 감속이나 회피 조타를 행함으로써, 충돌 회피를 위한 운전 지원을 행할 수 있다.
촬상부(12101 내지 12104) 중 적어도 하나는, 적외선을 검출하는 적외선 카메라여도 된다. 예를 들면, 마이크로컴퓨터(12051)는, 촬상부(12101 내지 12104)의 촬상 화상 중에 보행자가 존재하는지 아닌지를 판정함으로써 보행자를 인식할 수 있다. 이러한 보행자의 인식은, 예를 들면, 적외선 카메라로서의 촬상부(12101 내지 12104)의 촬상 화상에 있어서의 특징점을 추출하는 절차와, 물체의 윤곽을 나타내는 일련의 특징점에 패턴 매칭 처리를 행하여 보행자인지 아닌지를 판별하는 절차에 의해 행해진다. 마이크로컴퓨터(12051)가, 촬상부(12101 내지 12104)의 촬상 화상 중에 보행자가 존재한다고 판정하여, 보행자를 인식하면, 음성 화상 출력부(12052)는, 당해 인식된 보행자에게 강조를 위한 사각형 윤곽선을 중첩 표시하도록, 표시부(12062)를 제어한다. 또한, 음성 화상 출력부(12052)는, 보행자를 나타내는 아이콘 등을 원하는 위치에 표시하도록 표시부(12062)를 제어해도 된다.
이상, 본 개시와 관련되는 기술이 적용될 수 있는 차량 제어 시스템의 일례에 대해 설명하였다. 본 개시와 관련되는 기술은, 이상 설명한 구성 중, 예를 들면, 촬상부(12031)에 적용할 수 있다. 구체적으로는, 도 1의 촬상 장치(100)는, 촬상부(12031)에 적용할 수 있다. 촬상부(12031)에 본 개시와 관련되는 기술을 적용함으로써, 어드레스 이벤트의 검출 감도를 적절한 값으로 제어하여 차량 제어 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
한편, 상술한 실시형태는 본 기술을 구현화하기 위한 일례를 나타낸 것이며, 실시형태에 있어서의 사항과, 청구범위에 있어서의 발명 특정 사항과는 각각 대응 관계를 갖는다. 마찬가지로, 청구범위에 있어서의 발명 특정 사항과, 이것과 동일명칭을 부여한 본 기술의 실시형태에 있어서의 사항과는 각각 대응 관계를 갖는다. 다만, 본 기술은 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 실시형태에 다양한 변형을 실시함으로써 구현화할 수 있다.
또한, 상술한 실시형태에서 설명한 처리 절차는, 이들 일련의 절차를 갖는 방법으로서 파악해도 되고, 또한, 이들 일련의 절차를 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램 내지 그 프로그램을 기억하는 기록 매체로서 파악해도 된다. 이 기록 매체로서, 예를 들면, CD(Compact Disc), MD(MiniDisc), DVD(Digital Versatile Disc), 메모리 카드, 블루레이 디스크(Blu-ray(등록상표) Disc) 등을 이용할 수 있다.
또한, 본 명세서에 기재된 효과는 어디까지나 예시이며, 한정되는 것이 아니고, 또한, 다른 효과가 있어도 된다.
또한, 본 기술은 이하와 같은 구성도 취할 수 있다.
(1) 소정의 불감대 외에서 생긴 입사광의 휘도의 변화를 각각이 어드레스 이벤트로서 검출하는 복수의 화소 회로를 배열한 화소 어레이부와,
일정한 단위 주기 내에 상기 화소 어레이부 내에서 상기 어드레스 이벤트가 검출된 검출 횟수에 따라 상기 불감대의 폭을 제어하는 제어부를 구비하는, 고체 촬상 소자.
(2) 상기 제어부는, 상기 검출 횟수가 많을수록 상기 불감대의 폭을 넓게 하는, 상기 (1) 기재의 고체 촬상 소자.
(3) 상기 복수의 화소 회로의 각각은, 상기 불감대의 상한 및 하한의 각각과 상기 휘도의 변화량을 비교하여 해당 비교 결과에 기초하여 상기 어드레스 이벤트를 검출하는, 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 고체 촬상 소자.
(4) 상기 제어부는, 상기 검출 횟수가 소정의 허용 범위 밖인 경우에는 상기 불감대의 폭을 제어하는, 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자.
(5) 상기 화소 어레이부는 복수의 영역으로 분할되고,
상기 제어부는 상기 복수의 영역 각각에 대해 상기 불감대의 폭을 제어하는, 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자.
(6) 상기 복수의 화소 회로의 각각은,
상기 입사광을 광전 변환하여 광전류를 생성하는 광전 변환 소자와,
상기 광전류를 전압으로 변환하는 전류 전압 변환 회로를 구비하고,
상기 광전 변환 소자는 수광 칩에 배치되고,
상기 전류 전압 변환 회로는 상기 수광 칩에 적층된 검출 칩에 배치되는, 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자.
(7) 소정의 불감대 외에서 생긴 입사광의 휘도의 변화를 각각이 어드레스 이벤트로서 검출하는 복수의 화소 회로를 배열한 화소 어레이부와,
일정한 단위 주기 내에 상기 화소 어레이부 내에서 상기 어드레스 이벤트가 검출된 검출 횟수에 따라 상기 불감대의 폭을 제어하는 제어부와,
상기 어드레스 이벤트의 검출 결과로부터 얻어진 데이터를 기록하는 기록부를 구비하는, 촬상 장치.
(8) 소정의 불감대 외에서 생긴 입사광의 휘도의 변화를 각각이 어드레스 이벤트로서 검출하는 복수의 화소 회로를 배열한 화소 어레이부 내에서 일정한 단위 주기 내에 상기 어드레스 이벤트가 검출된 검출 횟수를 계수하는 계수 단계와,
상기 검출 횟수에 따라 상기 불감대의 폭을 제어하는 제어 단계를 구비하는, 고체 촬상 소자의 제어 방법.
100: 촬상 장치
110: 촬상 렌즈
120: 기록부
130: 촬상 제어부
200: 고체 촬상 소자
201: 수광 칩
202: 검출 칩
211: 행 구동 회로
212: 바이어스 전압 공급부
213: 화소 어레이부
214: 열 구동 회로
215: 메모리
220: 신호 처리부
221: 화상 처리부
222: 검출 횟수 계수부
223: 바이어스 제어부
300: 화소 회로
301: 광전 변환 소자
305: 단위 영역
310: 전류 전압 변환 회로
311, 313, 335, 342, 344: N형 트랜지스터
312, 321, 322, 332, 334, 341, 343: P형 트랜지스터
320: 버퍼
330: 감산기
331, 333: 용량
340: 양자화기
350: 전송 회로
12031: 촬상부

Claims (8)

  1. 미리 정해진 불감대 외에서 생긴 입사광의 휘도의 변화를 각각이 어드레스 이벤트로서 검출하는 복수의 화소 회로를 배열한 화소 어레이부와,
    일정한 단위 주기 내에 상기 화소 어레이부 내에서 상기 어드레스 이벤트가 검출된 검출 횟수에 따라 상기 불감대의 폭을 제어하는 제어부와,
    상기 어드레스 이벤트의 검출 결과로부터 얻어진 데이터를 기록하는 기록부를 구비하고,
    상기 화소 어레이부는 복수의 영역으로 분할되고,
    상기 제어부는 상기 복수의 영역 각각에 대해 상기 불감대의 폭을 제어하며,
    상기 기록부는, 상기 복수의 영역 각각에 대해, 상기 검출 횟수, 상기 불감대의 상한 및 상기 불감대의 하한을 보유하는, 고체 촬상 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 검출 횟수가 많을수록 상기 불감대의 폭을 넓게 하는, 고체 촬상 소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 화소 회로의 각각은, 상기 불감대의 상한 및 하한의 각각과 상기 휘도의 변화량을 비교하여 해당 비교 결과에 기초하여 상기 어드레스 이벤트를 검출하는, 고체 촬상 소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 검출 횟수가 미리 정해진 허용 범위 밖인 경우에는 상기 불감대의 폭을 제어하는, 고체 촬상 소자.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 화소 회로의 각각은,
    상기 입사광을 광전 변환하여 광전류를 생성하는 광전 변환 소자와,
    상기 광전류를 전압으로 변환하는 전류 전압 변환 회로를 구비하고,
    상기 광전 변환 소자는 수광 칩에 배치되고,
    상기 전류 전압 변환 회로는 상기 수광 칩에 적층된 검출 칩에 배치되는, 고체 촬상 소자.
  7. 삭제
  8. 미리 정해진 불감대 외에서 생긴 입사광의 휘도의 변화를 각각이 어드레스 이벤트로서 검출하는 복수의 화소 회로를 배열한 화소 어레이부 내에서 일정한 단위 주기 내에 상기 어드레스 이벤트가 검출된 검출 횟수를 계수하는 계수 단계와,
    상기 검출 횟수에 따라 상기 불감대의 폭을 제어하는 제어 단계와,
    상기 어드레스 이벤트의 검출 결과로부터 얻어진 데이터를 기록부에 기록하는 기록 단계를 구비하고,
    상기 화소 어레이부는 복수의 영역으로 분할되고,
    상기 기록부는, 상기 복수의 영역 각각에 대해, 상기 검출 횟수, 상기 불감대의 상한 및 상기 불감대의 하한을 보유하며,
    상기 제어 단계에서는 상기 복수의 영역 각각에 대해 상기 불감대의 폭을 제어하는, 고체 촬상 소자의 제어 방법.
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