WO2020195822A1 - 撮像システム - Google Patents

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WO2020195822A1
WO2020195822A1 PCT/JP2020/010506 JP2020010506W WO2020195822A1 WO 2020195822 A1 WO2020195822 A1 WO 2020195822A1 JP 2020010506 W JP2020010506 W JP 2020010506W WO 2020195822 A1 WO2020195822 A1 WO 2020195822A1
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unit
event
vehicle
pixel
imaging system
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PCT/JP2020/010506
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English (en)
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Inventor
慶 中川
Original Assignee
ソニー株式会社
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q9/00—Arrangement or adaptation of signal devices not provided for in one of main groups B60Q1/00 - B60Q7/00, e.g. haptic signalling
    • B60Q9/008—Arrangement or adaptation of signal devices not provided for in one of main groups B60Q1/00 - B60Q7/00, e.g. haptic signalling for anti-collision purposes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/20—Analysis of motion
    • G06T7/215—Motion-based segmentation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/70—Arrangements for image or video recognition or understanding using pattern recognition or machine learning
    • G06V10/74—Image or video pattern matching; Proximity measures in feature spaces
    • G06V10/75—Organisation of the matching processes, e.g. simultaneous or sequential comparisons of image or video features; Coarse-fine approaches, e.g. multi-scale approaches; using context analysis; Selection of dictionaries
    • G—PHYSICS
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    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V20/00—Scenes; Scene-specific elements
    • G06V20/40—Scenes; Scene-specific elements in video content
    • G06V20/44—Event detection
    • G—PHYSICS
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    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V20/00—Scenes; Scene-specific elements
    • G06V20/50—Context or environment of the image
    • G06V20/56—Context or environment of the image exterior to a vehicle by using sensors mounted on the vehicle
    • G06V20/58—Recognition of moving objects or obstacles, e.g. vehicles or pedestrians; Recognition of traffic objects, e.g. traffic signs, traffic lights or roads
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/16—Anti-collision systems
    • G08G1/166—Anti-collision systems for active traffic, e.g. moving vehicles, pedestrians, bikes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • H04N25/77—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components

Definitions

  • This disclosure relates to an imaging system.
  • an asynchronous imaging device As one of the event-driven imaging devices, there is an asynchronous imaging device called DVS (Dynamic Vision Sensor).
  • the asynchronous imaging device can detect as an event that the change in the brightness of the pixel that photoelectrically converts the incident light exceeds a predetermined threshold value. Therefore, this kind of asynchronous imaging device can be called an event detection sensor.
  • an event detection sensor is mounted on a vehicle and used as an event-based visual sensor for monitoring a traveling road surface (see, for example, Patent Document 1).
  • An object of the present disclosure is to provide an imaging system capable of predicting in advance that a dangerous state that hinders safe driving will occur.
  • the imaging system of the present disclosure for achieving the above object is Event detection sensor to detect events, An object recognition unit that recognizes an object detected as an event based on the event signal output from the event detection sensor. A motion vector estimation unit that estimates the motion vector of an object based on the recognition result of the object recognition unit, and A control unit that outputs warning information that warns that a dangerous state has occurred is provided based on the estimation result of the motion vector estimation unit.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of the system configuration of the imaging system according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2A is a block diagram showing an example of the configuration of the motion recognition unit in the imaging system
  • FIG. 2B is a block diagram showing an example of the configuration of the object recognition unit in the imaging system.
  • FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of the event detection sensor in the imaging system.
  • FIG. 4 is a block diagram showing an example of the configuration of the pixel array unit in the event detection sensor.
  • FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of a pixel circuit configuration in the event detection sensor.
  • FIG. 6 is a block diagram showing an example of a circuit configuration of an event detection unit in the pixels of the event detection sensor.
  • FIG. 7 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the current-voltage conversion unit in the event detection unit.
  • FIG. 8 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the subtraction unit and the quantization unit in the event detection unit.
  • FIG. 9 is an exploded perspective view showing an outline of a stacked chip structure of an event detection sensor.
  • FIG. 10 is a block diagram showing an outline of the configuration of a CMOS image sensor which is an example of an image sensor in an imaging system.
  • FIG. 11 is a circuit diagram showing an example of a pixel circuit configuration in an image sensor.
  • FIG. 12 is a plan view showing an outline of the horizontal chip structure of the image sensor.
  • FIG. 13 is a plan view showing an outline of a laminated chip structure of an image sensor.
  • FIG. 14 is a flowchart showing the flow of risk prediction according to the first embodiment.
  • FIG. 15 is a flowchart showing the flow of risk prediction according to the second embodiment.
  • FIG. 16 is a flowchart showing the flow of risk prediction according to the third embodiment.
  • FIG. 17 is a block diagram showing a system configuration of an imaging system according to a modified example of the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 18 is a block diagram showing a schematic configuration example of a vehicle control system, which is an example of a moving body control system to which the technique according to the present disclosure can be applied.
  • FIG. 19 is a diagram showing an example of an installation position of an imaging unit in a vehicle control system.
  • Embodiments for carrying out the technique of the present disclosure (hereinafter, referred to as “embodiments”) will be described in detail with reference to the drawings.
  • the techniques of the present disclosure are not limited to embodiments.
  • the same code will be used for the same element or the element having the same function, and duplicate description will be omitted.
  • the explanation will be given in the following order. 1.
  • Embodiments of the present disclosure 2-1. Configuration example of the imaging system according to the embodiment 2-2.
  • Pixel configuration example 2-2-3 Configuration example of event detection unit 2--2-3-1.
  • Configuration example of subtraction part and quantization part 2-2-4 Configuration example of chip structure 2-3.
  • Configuration example of image sensor 2-3-1 Configuration example of CMOS image sensor 2-3-2.
  • Pixel configuration example 2-3-3 Configuration example of chip structure 2-3-3-1.
  • Flat-mounted chip structure (so-called flat-mounted structure) 2-3-3-2.
  • Laminated chip structure (so-called laminated structure) 2-4.
  • Example 1 Example of detecting an interrupt based on the movement vector of the center of gravity of an object) 2-5.
  • Example 2 Example of detecting an interrupt based on the ratio of the object occupying the angle of view and the movement vector of the center of gravity of the object 2-6.
  • Example 3 Example of controlling the characteristics of the event detection sensor when a situation equivalent to an interrupt occurs) 3.
  • Modification example 4 Application examples of the technology according to the present disclosure 4-1. Application example to moving body 5. Configuration that can be taken by this disclosure
  • the event detection sensor may be configured to include an asynchronous imaging device that detects as an event that the brightness change of the pixel that photoelectrically converts the incident light exceeds a predetermined threshold value. it can.
  • the imaging system of the present disclosure is preferably mounted on a moving body for use.
  • the motion vector estimation unit can be configured to detect the motion vector between the imaging frames and estimate the motion of the object in the screen.
  • the imaging system of the present disclosure including the above-mentioned preferable configuration can be configured to include an image sensor that captures images at a predetermined frame rate. Then, the object recognition unit can be configured to perform event recognition processing using the image data in the frame format output from the image sensor.
  • the control unit can be configured to determine the interruption of the vehicle as a dangerous state. Further, the control unit can be configured to detect the interruption of the vehicle based on the movement vector of the center of gravity of the object. Specifically, regarding the control unit, when the movement vector of the center of gravity of the object is toward the center of the angle of view and the magnitude of the movement vector is a predetermined threshold value, the vehicle interrupt is detected.
  • the control unit detects the interruption of the vehicle based on the ratio of the object occupying the angle of view of the event detection sensor and the movement vector of the center of gravity of the object. It can be configured to be. Specifically, for the control unit, the ratio of the object occupying the angle of view of the event detection sensor is at least a certain ratio, the movement vector of the center of gravity of the object is toward the center of the angle of view, and the magnitude of the movement vector is predetermined. When the threshold value is, the vehicle can be configured to detect the interruption.
  • the ratio of the object occupying the angle of view of the event detection sensor is a certain ratio or more
  • the movement vector of the center of gravity of the object is the angle of view of the control unit.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of the system configuration of the imaging system according to the embodiment of the present disclosure.
  • the imaging system 1 includes an event detection sensor 10, an image sensor 20, a motion recognition unit 30, an object recognition unit 40, a motion vector estimation unit 50, a control unit 60, and an operation pattern. It has a definition unit 70, a recording unit 80, and an interface 90.
  • the imaging system 1 according to the present embodiment can be mounted on a moving body such as a vehicle and used.
  • a predetermined position of the vehicle for example, at least one position of the front nose, side mirror, rear bumper, back door of the vehicle, and the upper part of the windshield in the vehicle interior.
  • the image pickup system 1 will be arranged and used. Details of application examples of the technique according to the present disclosure (that is, the imaging system 1 according to the present embodiment) will be described later.
  • an asynchronous imaging device called DVS that detects as an event that the brightness change of the pixel that photoelectrically converts the incident light exceeds a predetermined detection threshold value can be used.
  • the asynchronous imaging device is an imaging device that detects an event asynchronously with a vertical synchronization signal, as opposed to a synchronous imaging device that performs imaging in synchronization with a vertical synchronization signal. Details of the event detection sensor 10 including an asynchronous imaging device will be described later.
  • the image sensor 20 it is possible to use a synchronous imaging device that performs imaging at a predetermined frame rate in synchronization with a vertical synchronization signal and outputs image data in frame format.
  • the synchronous imaging device include a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) type image sensor, a CCD (Charge Coupled Device) type image sensor, and the like. Details of the image sensor 20 including a synchronous image pickup device will be described later.
  • the motion recognition unit 30 recognizes (detects) the motion of the object based on the event signal (event data) indicating the occurrence of the event output from the event detection sensor 10.
  • An example of a specific configuration of the motion recognition unit 30 is shown in FIG. 2A.
  • the motion recognition unit 30 is composed of, for example, an event frame generation unit 31 and a motion detection unit 32.
  • the event frame generation unit 31 generates an event frame by framing how many events have occurred within a certain period of time based on the event signal output from the event detection sensor 10.
  • the motion detection unit 32 detects motion between the event frames framed by the event frame generation unit 31.
  • the event frame generation unit 31 may not frame the event, that is, the motion recognition unit 30 may directly receive the event signal output asynchronously to detect the motion.
  • the object recognition unit 40 performs recognition processing of the object detected as an event based on the result of the motion detection given by the motion recognition unit 30.
  • the object recognition unit 40 further performs an object recognition process based on the image data in frame units given by the image sensor 20.
  • An example of a specific configuration of the object recognition unit 40 is shown in FIG. 2B.
  • the object recognition unit 40 is composed of, for example, an ROI extraction unit 41 and a recognition processing unit 42.
  • the ROI extraction unit 41 extracts a specific region for performing object recognition, that is, extracts the ROI (Region Of Interest: region of interest).
  • the recognition processing unit 42 performs object recognition processing based on the data of the region extracted by the ROI extraction unit 41.
  • image recognition is performed by comparing a pattern recognition technique by machine learning such as a neural network, for example, a feature point of an image given as teacher data with a feature point of a captured subject image. Can be used.
  • the motion vector estimation unit 50 detects the motion vector of an object (for example, a car) between imaging frames (event frames) based on the recognition result of the object recognition unit 40, and displays a screen. Estimate the movement of an object within.
  • an object for example, a car
  • imaging frames event frames
  • the control unit 60 is composed of, for example, a processor (CPU) and controls the event detection sensor 10 and the image sensor 20.
  • Various information such as vehicle speed is given to the control unit 60 from the vehicle control system 7000 (see FIG. 18), which is an example of the moving body control system to which the technique according to the present disclosure described later can be applied, via the interface 90. Be done.
  • the control unit 60 Based on the estimation result of the motion vector estimation unit 50, the control unit 60 further detects that a dangerous state such as a sudden interruption of another vehicle in front of the vehicle has occurred while the vehicle is running. Then, when the control unit 60 detects that a dangerous state has occurred, it outputs warning information to warn that fact, and transmits the vehicle control system 7000 via the interface 90.
  • a dangerous state such as a sudden interruption of another vehicle in front of the vehicle has occurred while the vehicle is running.
  • the vehicle control system 7000 Upon receiving the notification of the warning information from the control unit 60, in the vehicle control system 7000, as an example, in order to notify the driver that a dangerous state has occurred, an alert display on a display or the like, an alarm by sound, brake control, etc. Will be controlled.
  • the operation pattern definition unit 70 uses the motion recognition result given by the motion recognition unit 30 and the object recognition result given by the object recognition unit 40 to use the vehicle as an example of a moving body. Detects the running condition of the vehicle.
  • the information output from the operation pattern definition unit 70 is given to the control unit 60 and stored in the storage unit 80 as needed. Further, the information output from the operation pattern definition unit 70 is supplied to the vehicle control system 7000 via the interface 90 as needed.
  • FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of the event detection sensor 10 in the imaging system 1 of the present disclosure having the above configuration.
  • the event detection sensor 10 has a pixel array unit 12 in which a plurality of pixels 11 are two-dimensionally arranged in a matrix (array).
  • Each of the plurality of pixels 11 generates an analog signal having a voltage corresponding to the photocurrent as an electric signal generated by the photoelectric conversion as a pixel signal.
  • each of the plurality of pixels 11 detects the presence or absence of an event depending on whether or not a change exceeding a predetermined threshold value has occurred in the photocurrent corresponding to the brightness of the incident light. In other words, each of the plurality of pixels 11 detects that the change in luminance exceeds a predetermined threshold value as an event.
  • the event detection sensor 10 includes a drive unit 13, an arbiter unit (arbitration unit) 14, a column processing unit 15, and a signal processing unit 16 as peripheral circuit units of the pixel array unit 12. There is.
  • each of the plurality of pixels 11 When an event is detected, each of the plurality of pixels 11 outputs a request for outputting event data indicating the occurrence of the event to the arbiter unit 14. Then, when each of the plurality of pixels 11 receives a response indicating permission for output of the event data from the arbiter unit 14, the event data is output to the drive unit 13 and the signal processing unit 16. Further, the pixel 11 that has detected the event outputs an analog pixel signal generated by photoelectric conversion to the column processing unit 15.
  • the drive unit 13 drives each pixel 11 of the pixel array unit 12. For example, the drive unit 13 drives the pixel 11 that detects the event and outputs the event data, and outputs the analog pixel signal of the pixel 11 to the column processing unit 15.
  • the arbiter unit 14 arbitrates a request for output of event data supplied from each of the plurality of pixels 11, responds based on the arbitration result (permission / disapproval of output of event data), and detects an event.
  • a reset signal to be reset is transmitted to the pixel 11.
  • the column processing unit 15 has, for example, an analog-to-digital conversion unit composed of a set of analog-to-digital converters provided for each pixel row of the pixel array unit 12.
  • an analog-to-digital converter for example, a single slope type analog-to-digital converter can be exemplified.
  • the column processing unit 15 performs a process of converting an analog pixel signal output from the pixel 11 of the pixel array unit 12 into a digital signal for each pixel array of the pixel array unit 12.
  • the column processing unit 15 can also perform CDS (Correlated Double Sampling) processing on the digitized pixel signal.
  • the signal processing unit 16 executes predetermined signal processing on the digitized pixel signal supplied from the column processing unit 15 and the event data output from the pixel array unit 12, and the event data after signal processing and the event data Output a pixel signal.
  • the change in the photocurrent generated by the pixel 11 can also be regarded as the change in the amount of light (change in brightness) of the light incident on the pixel 11. Therefore, it can be said that the event is a change in the amount of light (change in brightness) of the pixel 11 that exceeds a predetermined threshold value.
  • the event data representing the occurrence of the event includes at least position information such as coordinates representing the position of the pixel 11 in which the change in the amount of light as an event has occurred. In addition to the position information, the event data can include the polarity of the light intensity change.
  • the event data will be the relative time when the event occurred. It can be said that the time information to be represented is implicitly included. However, if the interval between the event data is not maintained as it was when the event occurred due to the event data being stored in the memory or the like, the time information implicitly included in the event data is lost. Therefore, the signal processing unit 16 includes time information such as a time stamp, which represents a relative time when the event has occurred, in the event data before the interval between the event data is not maintained as it was when the event occurred.
  • FIG. 4 is a block diagram showing an example of the configuration of the pixel array unit 12 in the event detection sensor 10.
  • each of the plurality of pixels 11 has a light receiving unit 61, a pixel signal generation unit 62, and an event detection unit 63. There is.
  • the light receiving unit 61 photoelectrically converts the incident light to generate a photocurrent. Then, the light receiving unit 61 has a voltage corresponding to the photocurrent generated by photoelectric conversion of the incident light into either the pixel signal generation unit 62 or the event detection unit 63 under the control of the drive unit 13 (see FIG. 3). Supply a signal.
  • the pixel signal generation unit 62 generates a signal having a voltage corresponding to the photocurrent supplied from the light receiving unit 61 as an analog pixel signal SIG. Then, the pixel signal generation unit 62 supplies the generated analog pixel signal SIG to the column processing unit 15 (see FIG. 3) via the vertical signal line VSL wired for each pixel row of the pixel array unit 12.
  • the event detection unit 63 detects the presence or absence of an event depending on whether or not the amount of change in the photocurrent from each of the light receiving units 61 exceeds a predetermined threshold value.
  • the event includes, for example, an on-event indicating that the amount of change in the photocurrent exceeds the upper limit threshold value and an off-event indicating that the amount of change has fallen below the lower limit threshold value.
  • the event data indicating the occurrence of an event is composed of, for example, one bit indicating an on-event detection result and one bit indicating an off-event detection result.
  • the event detection unit 63 may be configured to detect only on-events.
  • the event detection unit 63 When an event occurs, the event detection unit 63 outputs a request for outputting event data indicating the occurrence of the event to the arbiter unit 14 (see FIG. 3). Then, when the event detection unit 63 receives the response to the request from the arbiter unit 14, the event detection unit 63 outputs the event data to the drive unit 13 and the signal processing unit 16.
  • FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of the circuit configuration of the pixel 11 of the pixel array unit 12 in the event detection sensor 10.
  • each of the plurality of pixels 11 has a light receiving unit 61, a pixel signal generation unit 62, and an event detection unit 63.
  • the light receiving unit 61 has a light receiving element (photoelectric conversion element) 611, a transfer transistor 612, and a transfer transistor 613.
  • a light receiving element photoelectric conversion element
  • a transfer transistor 612 for example, an N-type MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistor can be used.
  • the transfer transistor 612 and the transfer transistor 613 are connected in series with each other.
  • the light receiving element 611 is connected between the common connection node N 1 of the transfer transistor 612 and the transfer transistor 613 and the ground, and photoelectrically converts the incident light to generate a charge amount corresponding to the amount of the incident light. To do.
  • the transfer signal TRG is supplied from the drive unit 13 shown in FIG. 3 to the gate electrode of the transfer transistor 612.
  • the transfer transistor 612 is turned on in response to the transfer signal TRG, so that the electric signal generated by photoelectric conversion by the light receiving element 611 is supplied to the pixel signal generation unit 62.
  • the control signal OFG is supplied from the drive unit 13 to the gate electrode of the transfer transistor 613.
  • the transfer transistor 613 is turned on in response to the control signal OFG, so that the electric signal generated by photoelectric conversion by the light receiving element 611 is supplied to the event detection unit 63.
  • the electric signal supplied to the event detection unit 63 is a photocurrent composed of electric charges.
  • the pixel signal generation unit 62 has a configuration including a reset transistor 621, an amplification transistor 622, a selection transistor 623, and a floating diffusion layer 624.
  • a reset transistor 621 for example, an N-type MOS transistor can be used.
  • the electric charge converted photoelectric by the light receiving element 611 of the light receiving unit 61 is supplied to the pixel signal generation unit 62 by the transfer transistor 612.
  • the electric charge supplied from the light receiving unit 61 is accumulated in the floating diffusion layer 624.
  • the floating diffusion layer 624 generates a voltage signal having a voltage value corresponding to the amount of the accumulated electric charge. That is, the floating diffusion layer 624 is a charge-voltage conversion unit that converts electric charge into voltage.
  • the reset transistor 621 is connected between the power supply line of the power supply voltage V DD and the stray diffusion layer 624.
  • a reset signal RST is supplied from the drive unit 13 to the gate electrode of the reset transistor 621.
  • the reset transistor 621 is turned on in response to the reset signal RST to initialize (reset) the floating diffusion layer 624.
  • the amplification transistor 622 is connected in series with the selection transistor 623 between the power supply line of the power supply voltage V DD and the vertical signal line VSL.
  • the amplification transistor 622 amplifies the charge-voltage-converted voltage signal in the floating diffusion layer 624.
  • a selection signal SEL is supplied from the drive unit 13 to the gate electrode of the selection transistor 623.
  • the selection transistor 623 is turned on in response to the selection signal SEL, so that the voltage signal amplified by the amplification transistor 622 is used as an analog pixel signal SIG via the vertical signal line VSL to the column processing unit 15 (FIG. 3). Output to).
  • the drive unit 13 is instructed by the control unit 60 shown in FIG. 1 to start event detection. Then, when the start of event detection is instructed, the drive unit 13 drives the transfer transistor 613 by supplying the control signal OFG to the transfer transistor 613 of the light receiving unit 61, and the electric charge generated by the light receiving element 611 is used. The corresponding photocurrent is supplied to the event detection unit 63.
  • the drive unit 13 turns off the transfer transistor 613 of the pixel 11 and stops the supply of the photocurrent to the event detection unit 63.
  • the drive unit 13 drives the transfer transistor 612 by supplying the transfer signal TRG to the transfer transistor 612, and transfers the charge photoelectrically converted by the light receiving element 611 to the floating diffusion layer 624.
  • the power consumption of the event detection sensor 10 and the amount of image processing can be reduced as compared with the case where the pixel signals of all pixels are output regardless of the presence or absence of an event.
  • the configuration of the pixel 11 illustrated here is an example, and is not limited to this configuration example.
  • a pixel configuration that does not include the pixel signal generation unit 62 may be used.
  • the transfer transistor 612 may be omitted in the light receiving unit 61.
  • the column processing unit 15 of FIG. 3 can be configured not to have an analog-to-digital conversion function. By adopting a pixel configuration that does not output a pixel signal, the scale of the event detection sensor 10 can be suppressed.
  • FIG. 6 is a block diagram showing an example of the circuit configuration of the event detection unit 63 in the pixel 11 of the event detection sensor 10.
  • the event detection unit 63 has a configuration including a current-voltage conversion unit 631, a buffer 632, a subtraction unit 633, a quantization unit 634, and a transfer unit 635.
  • the current-voltage conversion unit 631 converts the photocurrent supplied from the light receiving unit 61 of the pixel 11 into a voltage signal (hereinafter, may be referred to as “optical voltage”) which is the logarithm of the photocurrent, and converts it into the buffer 632. Supply.
  • the buffer 632 buffers the optical voltage supplied from the current-voltage conversion unit 631 and supplies it to the subtraction unit 633.
  • the subtraction unit 633 calculates the difference between the current optical voltage and the optical voltage that differs from the current one for a minute time, and supplies the difference signal corresponding to the difference to the quantization unit 634.
  • the quantization unit 634 quantizes the difference signal supplied from the subtraction unit 633 into a digital signal, and supplies the digital value of the difference signal to the transfer unit 635.
  • the transfer unit 635 supplies a request for transmission of event data to the arbiter unit 14. Then, when the transfer unit 635 receives the response to the request, that is, the response to allow the output of the event data from the arbiter unit 14, the event data is according to the digital value of the difference signal supplied from the quantization unit 634. Is supplied to the drive unit 13 and the signal processing unit 16.
  • FIG. 7 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the current-voltage conversion unit 631 in the event detection unit 63.
  • the current-voltage conversion unit 631 has a circuit configuration including a transistor 6311, a transistor 6312, and a transistor 6313.
  • a transistor 6311 and the transistor 6313 an N-type MOS transistor can be used, and as the transistor 6312, a P-type MOS transistor can be used.
  • the transistor 6311 is connected between the power supply line of the power supply voltage V DD and the signal input line 6314.
  • the transistor 6312 and the transistor 6313 are connected in series between the power supply line of the power supply voltage V DD and the ground.
  • the gate electrode of the transistor 6311 and the input terminal of the buffer 632 shown in FIG. 6 are connected to the common connection node N 2 of the transistor 6312 and the transistor 6313.
  • a predetermined bias voltage V bias is applied to the gate electrode of the transistor 6312.
  • the transistor 6312 supplies a constant current to the transistor 6313.
  • a photocurrent is input from the light receiving unit 61 to the gate electrode of the transistor 6313 through the signal input line 6314.
  • the drain electrode of the transistor 6311 is connected to the power supply line of the power supply voltage V DD , and has a source follower configuration.
  • the gate electrode of transistor 6313 is connected to the source electrode of transistor 6311. Then, the light current from the light receiving unit 61 is converted into an optical voltage corresponding to the logarithm of the photocurrent by the transistor 6311 and the transistor 6313 having a source follower configuration.
  • FIG. 8 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the subtraction unit 633 and the quantization unit 634 in the event detection unit 63.
  • the subtraction unit 633 has a configuration including a capacitance element 6331, an operational amplifier 6332, a capacitance element 6333, and a switch element 6334.
  • One end of the capacitance element 6331 is connected to the output terminal of the buffer 632 shown in FIG. 6, and the other end of the capacitance element 6331 is connected to the input terminal of the operational amplifier 6332.
  • the optical voltage supplied from the buffer 632 is input to the input terminal of the operational amplifier 6332 via the capacitive element 6331.
  • the capacitance element 6333 is connected in parallel to the operational amplifier 6332.
  • the switch element 6334 is connected between both ends of the capacitance element 6333.
  • a reset signal is supplied to the switch element 6334 from the arbiter unit 14 shown in FIG. 3 as a control signal for opening and closing the switch element 6334.
  • the switch element 6334 opens and closes a path connecting both ends of the capacitance element 6333 in response to a reset signal.
  • the optical voltage input to the buffer 632 side terminal of the capacitor 6331 and V init upon the switching element 6334 on the (closed) state, the optical voltage input to the buffer 632 side terminal of the capacitor 6331 and V init.
  • the terminal on the opposite side becomes a virtual ground terminal.
  • the potential of this virtual ground terminal is set to zero for convenience.
  • the capacitance value of the capacitance element 6331 is C 1
  • the charge Q init stored in the capacitance element 6331 is expressed by the following equation (1).
  • Q init C 1 x V init ... (1)
  • the subtraction unit 633 subtraction of the optical voltage V init and photovoltage V after, i.e., corresponding to the difference between the optical voltage V init and photovoltage V after (V init -V after)
  • the difference signal V out is calculated.
  • the subtraction gain of the subtraction unit 633 is C 1 / C 2 .
  • the capacitance value C 1 of the capacitance element 6331 it is preferable to design the capacitance value C 1 of the capacitance element 6331 to be large and the capacitance value C 2 of the capacitance element 6333 to be small.
  • the capacitance value C 2 of the capacitance element 6333 is too small, kTC noise may increase and the noise characteristics may deteriorate. Therefore, the capacitance reduction of the capacitance value C 2 of the capacitance element 6333 may allow noise. Limited to the range that can be done. Further, since the event detection unit 63 including the subtraction unit 633 is mounted on each pixel 11, the capacitance element 6331 and the capacitance element 6333 have an area limitation. Considering these, the capacitance value C 2 of the capacitance value C 1 and the capacitor 6333 of the capacitor 6331 is determined.
  • the quantization unit 634 has a configuration including a comparator 6341.
  • the comparator 6341 uses the difference signal from the subtraction unit 430 (that is, the output signal of the operational amplifier 6332) as a non-inverting (+) input, and the predetermined threshold voltage V th as an inverting ( ⁇ ) input. Then, the comparator 6341 compares the difference signal V out from the subtraction unit 430 with the predetermined threshold voltage V th, and sets the high level or the low level representing the comparison result as the quantized value of the difference signal V out . It is output to the transfer unit 635 shown in 6.
  • the transfer unit 635 recognizes that a light amount change (luminance change) as an event has occurred from the quantization value of the difference signal V out from the quantization unit 634, that is, the difference signal V out has a predetermined threshold voltage V.
  • the threshold voltage V th is a threshold for detecting an event based on a change in the amount of light (change in brightness) of the pixel 11.
  • the signal processing unit 16 includes position information of the pixel 11 that has detected the event represented by the event data, time information indicating the time when the event occurred, and further, if necessary. Then, the polarity information of the change in the amount of light as an event is included and output.
  • the data format of event data including the position information of the pixel 11 that detected the event, the time information indicating the time when the event occurred, and the polarity information of the change in the amount of light as the event is called, for example, AER (Address Event Representation).
  • AER Address Event Representation
  • the pixel 11 can receive arbitrary light as incident light by providing an optical filter such as a color filter that transmits a predetermined light.
  • the event data represents the occurrence of a change in the pixel value in an image in which a visible subject appears.
  • the event data represents the occurrence of a change in the distance to the subject.
  • the event data represents the occurrence of a change in the temperature of the subject.
  • the pixel 11 receives visible light as incident light.
  • FIG. 9 is an exploded perspective view showing an outline of a stacked chip structure of the event detection sensor 10.
  • the laminated chip structure is a structure in which at least two chips of the light receiving chip 101, which is the first chip, and the detection chip 102, which is the second chip, are laminated. It has become. Then, in the circuit configuration of the pixel 11 shown in FIG. 5, each of the light receiving elements 611 is arranged on the light receiving chip 101, and all the elements other than the light receiving element 611, the elements of the other circuit parts of the pixel 11 and the like are detected chips. It is placed on 102.
  • the light receiving chip 101 and the detection chip 102 are electrically connected via a connecting portion such as a via (VIA), a Cu—Cu junction, or a bump.
  • each element of the light receiving unit 61 is arranged on the light receiving chip 101, and elements other than the light receiving unit 61, elements of other circuit parts of the pixel 11 and the like are arranged on the detection chip 102. It can be configured to be. Further, each element of the light receiving unit 61, the reset transistor 621 of the pixel signal generation unit 62, and the floating diffusion layer 624 can be arranged on the light receiving chip 101, and the other elements can be arranged on the detection chip 102. .. Further, a part of the elements constituting the event detection unit 63 can be arranged on the light receiving chip 101 together with the elements of the light receiving unit 61 and the like.
  • CMOS type image sensor which is a kind of XY address type image sensor
  • a CMOS type image sensor is an image sensor manufactured by applying or partially using a CMOS process.
  • the image sensor 20 is not limited to the CMOS type image sensor.
  • FIG. 10 is a block diagram showing an outline of the configuration of a CMOS image sensor which is an example of the image sensor 20 in the image pickup system 1 according to the present embodiment.
  • the pixel array unit 22 in which the pixels 21 including the light receiving unit (photoelectric conversion unit) are two-dimensionally arranged in the row direction and the column direction, that is, in a matrix, and the pixel array unit. It has a configuration having 22 peripheral circuit units.
  • the row direction refers to the arrangement direction of the pixels 21 in the pixel row
  • the column direction refers to the arrangement direction of the pixels 21 in the pixel row.
  • the image sensor 20 according to this example is an RGB sensor in which, for example, R (red), G (green), and B (blue) color filters are incorporated in each pixel 21 of the pixel array unit 22.
  • the image sensor 20 is not limited to the RGB sensor.
  • the peripheral circuit unit of the pixel array unit 22 is composed of, for example, a row selection unit 23, a constant current source unit 24, an analog-digital conversion unit 25, a horizontal transfer scanning unit 26, a signal processing unit 27, a timing control unit 28, and the like. Has been done.
  • pixel drive lines 31 1 to 31 m are aligned along the row direction for each pixel row with respect to the matrix-like pixel array. Is wired.
  • vertical signal lines 32 1 to 32 n (hereinafter, may be collectively referred to as “vertical signal line 32”) are wired along the column direction for each pixel row.
  • the pixel drive line 31 transmits a drive signal for driving when reading a signal from the pixel 21.
  • the pixel drive line 31 is shown as one wiring, but the wiring is not limited to one.
  • One end of the pixel drive line 31 is connected to the output end corresponding to each line of the line selection unit 23.
  • the control unit 28 will be described.
  • the row selection unit 23 is composed of a shift register, an address decoder, and the like, and controls the scanning of pixel rows and the address of pixel rows when selecting each pixel 21 of the pixel array unit 22. Although the specific configuration of the row selection unit 23 is not shown, it generally has two scanning systems, a read scanning system and a sweep scanning system.
  • the read-out scanning system selectively scans each pixel 21 of the pixel array unit 22 row by row in order to read a pixel signal from the pixel 21.
  • the pixel signal read from the pixel 21 is an analog signal.
  • the sweep scanning system performs sweep scanning in advance of the read scan performed by the read scan system by the time of the shutter speed.
  • the so-called electronic shutter operation is performed by sweeping out (resetting) unnecessary charges by the sweeping scanning system.
  • the electronic shutter operation refers to an operation of discarding the light charge of the light receiving portion and starting a new exposure (starting the accumulation of the light charge).
  • the constant current source unit 24 includes a plurality of current sources I (see FIG. 18) connected to each of the vertical signal lines 32 1 to 32 n for each pixel row, for example, composed of MOS transistors, and the row selection unit 23.
  • a bias current is supplied to each pixel 21 of the pixel row selectively scanned by the above through each of the vertical signal lines 32 1 to 32 n .
  • the analog-to-digital converter 25 is composed of a set of a plurality of analog-to-digital converters provided (for example, provided for each pixel sequence) corresponding to the pixel array of the pixel array unit 22.
  • the analog-to-digital conversion unit 25 is a column-parallel type analog-to-digital conversion unit that converts an analog pixel signal output through each of the vertical signal lines 32 1 to 32 n for each pixel string into a digital signal.
  • analog-to-digital converter in the column-parallel analog-to-digital converter 25 for example, a single slope type analog-to-digital converter which is an example of a reference signal comparison type analog-to-digital converter can be used.
  • analog-to-digital converter is not limited to the single slope type analog-digital converter, but is not limited to the serial comparison type analog-digital converter and the delta-sigma modulation type ( ⁇ modulation type) analog-digital.
  • a converter or the like can be used.
  • analog-to-digital converter in the column-parallel analog-to-digital conversion unit 25 the analog-to-digital converter in the analog-to-digital conversion unit constituting the column processing unit 15 (see FIG. 3) of the event detection sensor 10 described above. The same applies to.
  • the horizontal transfer scanning unit 26 is composed of a shift register, an address decoder, and the like, and controls the scanning of the pixel string and the address of the pixel string when reading the signal of each pixel 21 of the pixel array unit 22. Under the control of the horizontal transfer scanning unit 26, the pixel signal converted into a digital signal by the analog-digital conversion unit 25 is read out to the horizontal transfer line (horizontal output line) 29 in pixel sequence units.
  • the signal processing unit 27 performs predetermined signal processing on the digital pixel signal supplied through the horizontal transfer line 29 to generate two-dimensional image data. For example, the signal processing unit 27 corrects vertical line defects and point defects, clamps signals, and performs digital signal processing such as parallel-serial conversion, compression, coding, addition, averaging, and intermittent operation. Or something.
  • the signal processing unit 27 outputs the generated image data as an output signal of the image sensor 20 to a subsequent device.
  • the timing control unit 28 is based on a vertical synchronization signal VD, a horizontal synchronization signal HD, a master clock MCK (not shown), etc. supplied from the outside, and various timing signals, clock signals, control signals, etc. To generate. Then, the timing control unit 28 drives and controls the row selection unit 23, the constant current source unit 24, the analog-digital conversion unit 25, the horizontal transfer scanning unit 26, the signal processing unit 27, and the like based on these generated signals. I do.
  • the image sensor 20 Under the control of the timing control unit 28, the image sensor 20 performs imaging in synchronization with a synchronization signal such as a vertical synchronization signal VD. That is, the image sensor 20 is a synchronous imaging device that performs imaging at a predetermined frame rate, for example, a fixed frame rate.
  • FIG. 11 is a circuit diagram showing an example of the circuit configuration of the pixels 21 of the pixel array unit 22 in the image sensor 20.
  • the pixel 21 has, for example, a photodiode 211 as a light receiving unit (photoelectric conversion unit).
  • the pixel 21 has a pixel configuration having a transfer transistor 212, a reset transistor 213, an amplification transistor 214, and a selection transistor 215 in addition to the photodiode 211.
  • an N-type MOS transistor is used as the four transistors of the transfer transistor 212, the reset transistor 213, the amplification transistor 214, and the selection transistor 215, but the four transistors 212 to 215 exemplified here are used.
  • the combination of conductive types is only an example, and is not limited to these combinations.
  • a plurality of pixel drive lines are commonly wired to each pixel 21 in the same pixel row as the pixel drive line 31 described above. These plurality of pixel drive lines are connected to the output end corresponding to each pixel row of the row selection unit 23 in pixel row units.
  • the row selection unit 23 appropriately outputs the transfer signal TRG, the reset signal RST, and the selection signal SEL to the plurality of pixel drive lines.
  • the anode electrode is connected to a low-potential side power supply (for example, ground), and the received light is photoelectrically converted into an electric charge (here, photoelectrons) having an electric charge corresponding to the amount of the light, and the light thereof. Accumulates electric charge.
  • the cathode electrode of the photodiode 211 is electrically connected to the gate electrode of the amplification transistor 214 via the transfer transistor 212.
  • the region where the gate electrodes of the amplification transistor 214 are electrically connected is a floating diffusion (floating diffusion region / impurity diffusion region) FD.
  • the floating diffusion FD is a charge-voltage converter that converts an electric charge into a voltage.
  • a transfer signal TRG in which a high level (for example, V DD level) is active is given to the gate electrode of the transfer transistor 212 from the row selection unit 23.
  • a high level for example, V DD level
  • the transfer transistor 212 is turned on in response to the transfer signal TRG, it is photoelectrically converted by the photodiode 211, and the optical charge accumulated in the photodiode 211 is transferred to the floating diffusion FD.
  • the reset transistor 213 is connected between the power supply line of the power supply voltage V DD and the floating diffusion FD.
  • a reset signal RST that activates a high level is given to the gate electrode of the reset transistor 213 by the row selection unit 23.
  • the reset transistor 213 is turned on in response to the reset signal RST, and resets the floating diffusion FD by discarding the charge of the floating diffusion FD to the node of the power supply voltage V DD .
  • the gate electrode is connected to the floating diffusion FD, and the drain electrode is connected to the power supply line of the power supply voltage V DD .
  • the amplification transistor 214 serves as an input unit of a source follower that reads out a signal obtained by photoelectric conversion in the photodiode 211.
  • the source electrode is connected to the vertical signal line 32 via the selection transistor 215.
  • the amplification transistor 214 and the current source I connected to one end of the vertical signal line 32 form a source follower that converts the voltage of the floating diffusion FD into the potential of the vertical signal line 32.
  • the drain electrode is connected to the source electrode of the amplification transistor 214, and the source electrode is connected to the vertical signal line 32.
  • a selection signal SEL that activates a high level is given to the gate electrode of the selection transistor 215 from the row selection unit 23.
  • the selection transistor 215 is turned on in response to the selection signal SEL, so that the signal output from the amplification transistor 214 is transmitted to the vertical signal line 32 with the pixel 21 in the selection state.
  • a 4Tr configuration including a transfer transistor 212, a reset transistor 213, an amplification transistor 214, and a selection transistor 215, that is, a 4Tr configuration consisting of four transistors (Tr) has been described as an example. It is not limited to this.
  • the selection transistor 215 may be omitted, and the amplification transistor 214 may have a 3Tr configuration in which the function of the selection transistor 25 is provided, or the configuration may be 5Tr or more by increasing the number of transistors, if necessary. ..
  • chip structure configuration As the chip (semiconductor integrated circuit) structure of the image sensor 20 having the above configuration, a flat chip structure and a laminated chip structure can be exemplified.
  • the substrate surface on the side where the wiring layer is arranged is the surface (front surface) of the pixel 21, the light emitted from the surface side is used. It is possible to have a front-illuminated pixel structure that captures the light, or a back-illuminated pixel structure that captures the light emitted from the back surface side on the opposite side.
  • the horizontal chip structure and the laminated chip structure will be described below.
  • FIG. 12 is a plan view showing an outline of a horizontal chip structure of the image sensor 20.
  • the horizontal chip structure (so-called horizontal structure) is formed on the same semiconductor substrate 201 as the pixel array unit 22 in which the pixels 21 are arranged in a matrix, and is around the pixel array unit 22. It has a structure in which a circuit part is formed. Specifically, on the same semiconductor substrate 201 as the pixel array unit 22, the row selection unit 23, the constant current source unit 24, the analog-digital conversion unit 25, the horizontal transfer scanning unit 26, the signal processing unit 27, and the timing control Part 28 and the like are formed.
  • FIG. 13 is an exploded perspective view showing an outline of the laminated chip structure of the image sensor 20.
  • the laminated chip structure has a structure in which at least two semiconductor substrates of the first semiconductor substrate 202 and the second semiconductor substrate 203 are laminated.
  • the pixel array portion 22 is formed on the first semiconductor substrate 202 of the first layer.
  • the circuit parts such as the row selection unit 23, the constant current source unit 24, the analog-digital conversion unit 25, the horizontal transfer scanning unit 26, the signal processing unit 27, and the timing control unit 28 are the second semiconductors of the second layer. It is formed on the substrate 203.
  • the first semiconductor substrate 202 of the first layer and the second semiconductor substrate 203 of the second layer are electrically connected through connecting portions 33A and 33B such as vias (VIA) and Cu—Cu bonding.
  • a process suitable for manufacturing the pixels 21 can be applied to the first layer first semiconductor substrate 202, and a circuit portion can be manufactured on the second layer second semiconductor substrate 203. Since a suitable process can be applied, the process can be optimized in manufacturing the image sensor 20. In particular, advanced processes can be applied to the fabrication of circuit parts.
  • a laminated structure having a two-layer structure in which the first semiconductor substrate 202 and the second semiconductor substrate 203 are laminated is illustrated, but the laminated structure is not limited to the two-layer structure and has three or more layers. It can also be a structure of.
  • the circuit parts such as the row selection unit 23, the constant current source unit 24, the analog-digital conversion unit 25, the horizontal transfer scanning unit 26, and the signal processing unit 27 have two layers. It can be dispersed and formed on the semiconductor substrate after the eyes.
  • the prediction (estimation) of the dangerous state is executed in the motion vector estimation unit 50 under the control of the control unit 60.
  • the first embodiment is an example of detecting the interruption of the vehicle based on the movement vector of the center of gravity of the object.
  • the flow chart of FIG. 14 shows the flow of risk prediction according to the first embodiment.
  • the control unit 60 first detects an event by the event detection sensor 10 (step S11), then identifies an area where the event is detected in the event detection sensor 10 (step S12), and then the motion recognition unit 30. The movement of the object detected as an event is detected (step S13).
  • control unit 60 determines whether or not it is necessary to perform object recognition using the image data output from the image sensor 20 (step S14). Here, if it is determined that it is necessary to perform object recognition using the image data of the image sensor 20, it is not possible to perform object recognition using only the event signal (event data) output from the event detection sensor 10. It means that.
  • the control unit 60 acquires the image data output in the frame format from the image sensor 20 (step S15), and then the object recognition unit 40 uses the image data in the frame format to detect it as an event.
  • the recognized object is recognized (step S16).
  • the control unit 60 determines in the process of step S14 that it is not necessary to perform object recognition using the image data of the image sensor 20, the process proceeds to step S16, and the event signal (event) output from the event detection sensor 10 Object recognition is performed using only data).
  • control unit 60 determines whether or not the object detected as an event is a part of the vehicle based on the result of the object recognition, for example, by using a well-known pattern matching technique (step S17). If it is not a part of the car, the process returns to step S11 and the above process is repeated, and if it is a part of the car, the center of gravity of the object is measured (step S18).
  • control unit 60 predicts the movement vector of the center of gravity of the object (step S19), and then the movement vector of the center of gravity of the object moves toward the center of the angle of view (imageable range) of the event detection sensor 10. Whether or not it is determined (step S20).
  • the fact that the movement vector of the center of gravity of the object is toward the center of the angle of view means that another vehicle is traveling toward the own vehicle. If the movement vector of the center of gravity of the object is not toward the center of the angle of view, the process returns to step S11 and the above-described processing is repeated.
  • the control unit 60 determines whether or not the magnitude of the movement vector is equal to or greater than a predetermined threshold value (step S21). ..
  • a predetermined threshold value e.g., a predetermined threshold value, it can be said that the vehicle speed of the other vehicle heading for the own vehicle is high. If the magnitude of the movement vector is less than the threshold value, the process returns to step S11 and the above-described processing is repeated.
  • the control unit 60 determines that another vehicle has interrupted in front of the own vehicle. (Step S22), warning information for warning that a dangerous state has occurred is output (step S23), and a series of processes for interrupt detection described above is completed.
  • the warning information output from the control unit 60 is supplied to the vehicle control system 7000 (see FIG. 18) via the interface 90.
  • the vehicle control system 7000 when the warning information is notified from the control unit 60, as an example, in order to notify the driver that a dangerous state has occurred, an alert display on a display or the like, an alarm by sound, brake control, etc. Will be controlled.
  • the second embodiment is an example of detecting an interrupt based on the ratio of the object occupying the angle of view and the movement vector of the center of gravity of the object.
  • the flow chart of FIG. 15 shows the flow of risk prediction according to the second embodiment.
  • the control unit 60 first detects an event by the event detection sensor 10 (step S31), then identifies an area where the event is detected in the event detection sensor 10 (step S32), and then the motion recognition unit 30. The movement of the object detected as an event is detected (step S33).
  • control unit 60 determines whether or not it is necessary to perform object recognition using the image data output from the image sensor 20 (step S34). Then, when it is determined that it is necessary to perform object recognition using the image data of the image sensor 20, the control unit 60 acquires the image data from the image sensor 20 (step S35), and then the object recognition unit 40 receives the image data. The object recognized as an event is recognized (step S36).
  • step S34 determines in the process of step S34 that it is not necessary to perform object recognition using the image data of the image sensor 20
  • the process proceeds to step S36, and the event signal (event) output from the event detection sensor 10 Object recognition is performed using only data).
  • control unit 60 determines whether or not the object detected as an event is a part of the car based on the result of the object recognition (step S37), and if it is not a part of the car, the control unit 60 proceeds to step S31. The process is repeated as described above, and if it is a part of the car, it is determined whether or not the ratio of the object occupying the angle of view is equal to or more than a certain ratio (step S38).
  • step S39 the control unit 60 measures the center of gravity of the object.
  • step S40 the movement vector of the center of gravity of the object is predicted (step S40), and then it is determined whether or not the movement vector of the center of gravity of the object is toward the center of the angle of view (step S41).
  • control unit 60 determines whether or not the magnitude of the movement vector is equal to or greater than a predetermined threshold value (step S42) and moves. If the magnitude of the vector is less than the threshold value, the process returns to step S31 and the above-described processing is repeated.
  • the control unit 60 determines that another vehicle has interrupted in front of the own vehicle. (Step S43), warning information for warning that a dangerous state has occurred is output (step S44), and the series of processes for interrupt detection described above is completed.
  • the control in the vehicle control system 7000 based on the warning information is as described in the first embodiment.
  • the third embodiment is an example of controlling the characteristics of the event detection sensor 10 when a situation corresponding to an interrupt occurs.
  • the flow chart of FIG. 16 shows the flow of risk prediction according to the second embodiment.
  • the case where a situation equivalent to an interrupt occurs means a case where a situation determined to be an interrupt occurs in the first and second embodiments.
  • the resolution of the event detection sensor 10 or the detection sensitivity of event detection can be exemplified.
  • the control unit 60 first detects an event by the event detection sensor 10 (step S51), then identifies an area where the event is detected in the event detection sensor 10 (step S52), and then the motion recognition unit 30. The movement of the object detected as an event is detected (step S53).
  • control unit 60 determines whether or not it is necessary to perform object recognition using the image data output from the image sensor 20 (step S54). Then, when it is determined that it is necessary to perform object recognition using the image data of the image sensor 20, the control unit 60 acquires the image data from the image sensor 20 (step S55), and then the object recognition unit 40 receives the image data. The object recognized as an event is recognized (step S56).
  • step S34 determines in the process of step S34 that it is not necessary to perform object recognition using the image data of the image sensor 20
  • the process proceeds to step S56, and the event signal (event) output from the event detection sensor 10 Object recognition is performed using only data).
  • control unit 60 determines whether or not the object detected as an event is a part of the car based on the result of the object recognition (step S57), and if it is not a part of the car, the control unit 60 proceeds to step S51. The process is repeated as described above, and if it is a part of the car, it is determined whether or not the ratio of the object occupying the angle of view is equal to or more than a certain ratio (step S58).
  • step S59 the control unit 60 measures the center of gravity of the object.
  • step S60 the movement vector of the center of gravity of the object is predicted (step S60), and then it is determined whether or not the movement vector of the center of gravity of the object is toward the center of the angle of view (step S61).
  • control unit 60 determines whether or not the magnitude of the movement vector is equal to or greater than a predetermined threshold value (step S62) and moves. If the magnitude of the vector is less than the threshold value, the process returns to step S51 and the above-described processing is repeated.
  • the control unit 60 considers that if the movement vector of the center of gravity of the object is toward the center of the angle of view and the magnitude of the movement vector is equal to or larger than the threshold value, another vehicle interrupts the movement vector.
  • the characteristics of the event detection sensor 10 specifically, the resolution of the event detection sensor 10 or the detection sensitivity of event detection (gain of the event detection sensor 10) is controlled (step S63), and the above-mentioned event detection sensor is used. A series of processes for controlling the characteristics of 10 is completed.
  • the resolution of the event detection sensor 10 can be controlled by applying well-known pixel thinning-reading and pixel-addition-reading techniques. Event detection can be performed with high accuracy by setting a high resolution with a relatively high resolution, and power consumption can be reduced by setting a low resolution with a relatively low resolution.
  • the area recognized as a car pixel area
  • the area other than the area recognized as a car can be set to a low resolution.
  • the detection sensitivity of the event detection can be controlled by controlling the detection threshold value of the event detection unit 63 shown in FIG. More specifically, regarding the detection sensitivity of event detection, the circuit configuration of the current-voltage conversion unit 631 shown in FIG. 7, the capacitance ratio of the subtraction unit 633 shown in FIG. 8, or the threshold voltage V th of the quantization unit 634 is used. It can be controlled by changing.
  • the technique according to the present disclosure has been described above based on the preferred embodiment, the technique according to the present disclosure is not limited to the embodiment.
  • the configuration and structure of the imaging system described in the above embodiment are examples and can be changed.
  • the pixel signal generation unit 62 is provided for each light receiving unit 61 to form the pixel 11.
  • the plurality of light receiving units 61 are blocked as a unit, and the pixel signal generation unit 62 is provided in each pixel block. It is also possible to provide one by one and share the pixel signal generation unit 62 among a plurality of light receiving units 61 in the pixel block.
  • the movement vector of the object is calculated as the movement vector of the center of gravity of the object, but the present invention is not limited to this, and the average of the movement vectors in the region recognized as the object is calculated as the movement vector of the object. It may be calculated as.
  • the imaging system including both the event detection sensor 10 and the image sensor 20 has been described, but the object detected as an event using only the event signal (event data) output by the event detection sensor 10. If the recognition process can be performed, it is not always necessary to include the image sensor 20.
  • the configuration shown in FIG. 17 can be used. That is, it is possible to configure the vehicle control system 7000 to have some functions in the image pickup system 1 shown in FIG. 1, for example, the functions of the operation pattern definition unit 70 and the recording unit 80.
  • the technology according to the present disclosure can be applied to various products. A more specific application example will be described below.
  • the technology according to the present disclosure includes any type of movement such as automobiles, electric vehicles, hybrid electric vehicles, motorcycles, bicycles, personal mobility, airplanes, drones, ships, robots, construction machines, agricultural machines (tractors), and the like. It may be realized as an imaging system mounted on the body.
  • FIG. 18 is a block diagram showing a schematic configuration example of a vehicle control system 7000, which is an example of a moving body control system to which the technique according to the present disclosure can be applied.
  • the vehicle control system 7000 includes a plurality of electronic control units connected via the communication network 7010.
  • the vehicle control system 7000 includes a drive system control unit 7100, a body system control unit 7200, a battery control unit 7300, an external information detection unit 7400, an in-vehicle information detection unit 7500, and an integrated control unit 7600. ..
  • the communication network 7010 connecting these plurality of control units conforms to any standard such as CAN (Controller Area Network), LIN (Local Interconnect Network), LAN (Local Area Network) or FlexRay (registered trademark). It may be an in-vehicle communication network.
  • CAN Controller Area Network
  • LIN Local Interconnect Network
  • LAN Local Area Network
  • FlexRay registered trademark
  • Each control unit includes a microcomputer that performs arithmetic processing according to various programs, a storage unit that stores a program executed by the microcomputer or parameters used for various arithmetic, and a drive circuit that drives various control target devices. To be equipped.
  • Each control unit is provided with a network I / F for communicating with other control units via the communication network 7010, and is connected to devices or sensors inside or outside the vehicle by wired communication or wireless communication. A communication I / F for performing communication is provided. In FIG.
  • control unit 7600 the microcomputer 7610, general-purpose communication I / F 7620, dedicated communication I / F 7630, positioning unit 7640, beacon receiving unit 7650, in-vehicle device I / F 7660, audio image output unit 7670, The vehicle-mounted network I / F 7680 and the storage unit 7690 are shown.
  • Other control units also include a microcomputer, a communication I / F, a storage unit, and the like.
  • the drive system control unit 7100 controls the operation of the device related to the drive system of the vehicle according to various programs.
  • the drive system control unit 7100 provides a driving force generator for generating the driving force of the vehicle such as an internal combustion engine or a driving motor, a driving force transmission mechanism for transmitting the driving force to the wheels, and a steering angle of the vehicle. It functions as a control device such as a steering mechanism for adjusting and a braking device for generating braking force of the vehicle.
  • the drive system control unit 7100 may have a function as a control device such as ABS (Antilock Brake System) or ESC (Electronic Stability Control).
  • the vehicle condition detection unit 7110 is connected to the drive system control unit 7100.
  • the vehicle state detection unit 7110 may include, for example, a gyro sensor that detects the angular velocity of the axial rotation of the vehicle body, an acceleration sensor that detects the acceleration of the vehicle, an accelerator pedal operation amount, a brake pedal operation amount, or steering wheel steering. Includes at least one of the sensors for detecting angular velocity, engine speed, wheel speed, and the like.
  • the drive system control unit 7100 performs arithmetic processing using signals input from the vehicle state detection unit 7110 to control an internal combustion engine, a drive motor, an electric power steering device, a brake device, and the like.
  • the body system control unit 7200 controls the operation of various devices mounted on the vehicle body according to various programs.
  • the body system control unit 7200 functions as a keyless entry system, a smart key system, a power window device, or a control device for various lamps such as headlamps, back lamps, brake lamps, blinkers or fog lamps.
  • the body system control unit 7200 may be input with radio waves transmitted from a portable device that substitutes for the key or signals of various switches.
  • the body system control unit 7200 receives inputs of these radio waves or signals and controls a vehicle door lock device, a power window device, a lamp, and the like.
  • the battery control unit 7300 controls the secondary battery 7310, which is the power supply source of the drive motor, according to various programs. For example, information such as the battery temperature, the battery output voltage, or the remaining capacity of the battery is input to the battery control unit 7300 from the battery device including the secondary battery 7310. The battery control unit 7300 performs arithmetic processing using these signals, and controls the temperature control of the secondary battery 7310 or the cooling device provided in the battery device.
  • the vehicle outside information detection unit 7400 detects information outside the vehicle equipped with the vehicle control system 7000.
  • the image pickup unit 7410 and the vehicle exterior information detection unit 7420 is connected to the vehicle exterior information detection unit 7400.
  • the imaging unit 7410 includes at least one of a ToF (Time Of Flight) camera, a stereo camera, a monocular camera, an infrared camera, and other cameras.
  • the vehicle exterior information detection unit 7420 is used to detect, for example, the current weather or an environmental sensor for detecting the weather, or other vehicles, obstacles, pedestrians, etc. around the vehicle equipped with the vehicle control system 7000. At least one of the surrounding information detection sensors is included.
  • the environmental sensor may be, for example, at least one of a raindrop sensor that detects rainy weather, a fog sensor that detects fog, a sunshine sensor that detects the degree of sunshine, and a snow sensor that detects snowfall.
  • the ambient information detection sensor may be at least one of an ultrasonic sensor, a radar device, and a LIDAR (Light Detection and Ranging, Laser Imaging Detection and Ranging) device.
  • the imaging unit 7410 and the vehicle exterior information detection unit 7420 may be provided as independent sensors or devices, or may be provided as a device in which a plurality of sensors or devices are integrated.
  • FIG. 19 shows an example of the installation positions of the imaging unit 7410 and the vehicle exterior information detection unit 7420.
  • the imaging units 7910, 7912, 7914, 7916, 7918 are provided, for example, at at least one of the front nose, side mirrors, rear bumpers, back door, and upper part of the windshield of the vehicle interior of the vehicle 7900.
  • the image pickup unit 7910 provided on the front nose and the image pickup section 7918 provided on the upper part of the windshield in the vehicle interior mainly acquire an image in front of the vehicle 7900.
  • the imaging units 7912 and 7914 provided in the side mirrors mainly acquire images of the side of the vehicle 7900.
  • the imaging unit 7916 provided on the rear bumper or the back door mainly acquires an image of the rear of the vehicle 7900.
  • the imaging unit 7918 provided on the upper part of the windshield in the vehicle interior is mainly used for detecting a preceding vehicle, a pedestrian, an obstacle, a traffic light, a traffic sign, a lane, or the like.
  • FIG. 19 shows an example of the photographing range of each of the imaging units 7910, 7912, 7914, 7916.
  • the imaging range a indicates the imaging range of the imaging unit 7910 provided on the front nose
  • the imaging ranges b and c indicate the imaging ranges of the imaging units 7912 and 7914 provided on the side mirrors, respectively
  • the imaging range d indicates the imaging range d.
  • the imaging range of the imaging unit 7916 provided on the rear bumper or the back door is shown. For example, by superimposing the image data captured by the imaging units 7910, 7912, 7914, 7916, a bird's-eye view image of the vehicle 7900 as viewed from above can be obtained.
  • the vehicle exterior information detection units 7920, 7922, 7924, 7926, 7928, 7930 provided on the front, rear, side, corners and the upper part of the windshield in the vehicle interior of the vehicle 7900 may be, for example, an ultrasonic sensor or a radar device.
  • the vehicle exterior information detection units 7920, 7926, 7930 provided on the front nose, rear bumper, back door, and upper part of the windshield in the vehicle interior of the vehicle 7900 may be, for example, a lidar device.
  • These out-of-vehicle information detection units 7920 to 7930 are mainly used for detecting a preceding vehicle, a pedestrian, an obstacle, or the like.
  • the vehicle exterior information detection unit 7400 causes the image pickup unit 7410 to capture an image of the vehicle exterior and receives the captured image data. Further, the vehicle exterior information detection unit 7400 receives detection information from the connected vehicle exterior information detection unit 7420. When the vehicle exterior information detection unit 7420 is an ultrasonic sensor, a radar device, or a LIDAR device, the vehicle exterior information detection unit 7400 transmits ultrasonic waves, electromagnetic waves, or the like, and receives the received reflected wave information.
  • the vehicle outside information detection unit 7400 may perform object detection processing or distance detection processing such as a person, a vehicle, an obstacle, a sign, or a character on a road surface based on the received information.
  • the vehicle exterior information detection unit 7400 may perform an environment recognition process for recognizing rainfall, fog, road surface conditions, etc. based on the received information.
  • the vehicle exterior information detection unit 7400 may calculate the distance to an object outside the vehicle based on the received information.
  • the vehicle exterior information detection unit 7400 may perform image recognition processing or distance detection processing for recognizing a person, a vehicle, an obstacle, a sign, a character on the road surface, or the like based on the received image data.
  • the vehicle exterior information detection unit 7400 performs processing such as distortion correction or alignment on the received image data, and synthesizes the image data captured by different imaging units 7410 to generate a bird's-eye view image or a panoramic image. May be good.
  • the vehicle exterior information detection unit 7400 may perform the viewpoint conversion process using the image data captured by different imaging units 7410.
  • the in-vehicle information detection unit 7500 detects the in-vehicle information.
  • a driver state detection unit 7510 that detects the driver's state is connected to the in-vehicle information detection unit 7500.
  • the driver state detection unit 7510 may include a camera that captures the driver, a biosensor that detects the driver's biological information, a microphone that collects sound in the vehicle interior, and the like.
  • the biosensor is provided on, for example, the seat surface or the steering wheel, and detects the biometric information of the passenger sitting on the seat or the driver holding the steering wheel.
  • the in-vehicle information detection unit 7500 may calculate the degree of fatigue or concentration of the driver based on the detection information input from the driver state detection unit 7510, and may determine whether the driver is dozing or not. You may.
  • the in-vehicle information detection unit 7500 may perform processing such as noise canceling processing on the collected audio signal.
  • the integrated control unit 7600 controls the overall operation in the vehicle control system 7000 according to various programs.
  • An input unit 7800 is connected to the integrated control unit 7600.
  • the input unit 7800 is realized by a device such as a touch panel, a button, a microphone, a switch or a lever, which can be input-operated by a passenger. Data obtained by recognizing the voice input by the microphone may be input to the integrated control unit 7600.
  • the input unit 7800 may be, for example, a remote control device using infrared rays or other radio waves, or an externally connected device such as a mobile phone or a PDA (Personal Digital Assistant) that supports the operation of the vehicle control system 7000. You may.
  • the input unit 7800 may be, for example, a camera, in which case the passenger can input information by gesture. Alternatively, data obtained by detecting the movement of the wearable device worn by the passenger may be input. Further, the input unit 7800 may include, for example, an input control circuit that generates an input signal based on the information input by the passenger or the like using the input unit 7800 and outputs the input signal to the integrated control unit 7600. By operating the input unit 7800, the passenger or the like inputs various data to the vehicle control system 7000 and instructs the processing operation.
  • the storage unit 7690 may include a ROM (Read Only Memory) for storing various programs executed by the microcomputer, and a RAM (Random Access Memory) for storing various parameters, calculation results, sensor values, and the like. Further, the storage unit 7690 may be realized by a magnetic storage device such as an HDD (Hard Disc Drive), a semiconductor storage device, an optical storage device, an optical magnetic storage device, or the like.
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • the general-purpose communication I / F 7620 is a general-purpose communication I / F that mediates communication with various devices existing in the external environment 7750.
  • General-purpose communication I / F7620 is a cellular communication protocol such as GSM (registered trademark) (Global System of Mobile communications), WiMAX, LTE (Long Term Evolution) or LTE-A (LTE-Advanced), or wireless LAN (Wi-Fi).
  • GSM Global System of Mobile communications
  • WiMAX Wireless F
  • LTE Long Term Evolution
  • LTE-A Long Term Evolution-A
  • Wi-Fi wireless LAN
  • Other wireless communication protocols such as (also referred to as (registered trademark)) and Bluetooth (registered trademark) may be implemented.
  • the general-purpose communication I / F7620 connects to a device (for example, an application server or a control server) existing on an external network (for example, the Internet, a cloud network, or a business-specific network) via a base station or an access point, for example. You may. Further, the general-purpose communication I / F7620 uses, for example, P2P (Peer To Peer) technology, and is a terminal existing in the vicinity of the vehicle (for example, a terminal of a driver, a pedestrian or a store, or an MTC (Machine Type Communication) terminal). You may connect with.
  • P2P Peer To Peer
  • MTC Machine Type Communication
  • the dedicated communication I / F 7630 is a communication I / F that supports a communication protocol designed for use in a vehicle.
  • the dedicated communication I / F7630 uses a standard protocol such as WAVE (Wireless Access in Vehicle Environment), DSRC (Dedicated Short Range Communications), or cellular communication protocol, which is a combination of IEEE802.11p in the lower layer and IEEE1609 in the upper layer. May be implemented.
  • the dedicated communication I / F7630 typically includes vehicle-to-vehicle (Vehicle to Vehicle) communication, road-to-vehicle (Vehicle to Infrastructure) communication, vehicle-to-home (Vehicle to Home) communication, and pedestrian-to-pedestrian (Vehicle to Pedestrian) communication. ) Carry out V2X communication, a concept that includes one or more of the communications.
  • the positioning unit 7640 receives, for example, a GNSS signal from a GNSS (Global Navigation Satellite System) satellite (for example, a GPS signal from a GPS (Global Positioning System) satellite), executes positioning, and executes positioning, and the latitude, longitude, and altitude of the vehicle. Generate location information including.
  • the positioning unit 7640 may specify the current position by exchanging signals with the wireless access point, or may acquire position information from a terminal such as a mobile phone, PHS, or smartphone having a positioning function.
  • the beacon receiving unit 7650 receives radio waves or electromagnetic waves transmitted from a radio station or the like installed on the road, and acquires information such as the current position, traffic congestion, road closure, or required time.
  • the function of the beacon receiving unit 7650 may be included in the above-mentioned dedicated communication I / F 7630.
  • the in-vehicle device I / F 7660 is a communication interface that mediates the connection between the microcomputer 7610 and various in-vehicle devices 7760 existing in the vehicle.
  • the in-vehicle device I / F7660 may establish a wireless connection using a wireless communication protocol such as wireless LAN, Bluetooth (registered trademark), NFC (Near Field Communication) or WUSB (Wireless USB).
  • a wireless communication protocol such as wireless LAN, Bluetooth (registered trademark), NFC (Near Field Communication) or WUSB (Wireless USB).
  • the in-vehicle device I / F7660 is connected via a connection terminal (and a cable if necessary) (not shown), USB (Universal Serial Bus), HDMI (registered trademark) (High-Definition Multimedia Interface), or MHL (Mobile).
  • a wired connection such as High-definition Link may be established.
  • the in-vehicle device 7760 may include, for example, at least one of a passenger's mobile device or wearable device, or an information device carried or attached to the vehicle. In-vehicle device 7760 may also include a navigation device that searches for a route to an arbitrary destination.
  • the in-vehicle device I / F 7660 exchanges control signals or data signals with these in-vehicle devices 7760.
  • the in-vehicle network I / F7680 is an interface that mediates communication between the microcomputer 7610 and the communication network 7010.
  • the vehicle-mounted network I / F7680 transmits / receives signals and the like according to a predetermined protocol supported by the communication network 7010.
  • the microcomputer 7610 of the integrated control unit 7600 is via at least one of general-purpose communication I / F7620, dedicated communication I / F7630, positioning unit 7640, beacon receiving unit 7650, in-vehicle device I / F7660, and in-vehicle network I / F7680.
  • the vehicle control system 7000 is controlled according to various programs based on the information acquired. For example, the microcomputer 7610 calculates the control target value of the driving force generator, the steering mechanism, or the braking device based on the acquired information inside and outside the vehicle, and outputs a control command to the drive system control unit 7100. May be good.
  • the microcomputer 7610 realizes ADAS (Advanced Driver Assistance System) functions including vehicle collision avoidance or impact mitigation, follow-up driving based on inter-vehicle distance, vehicle speed maintenance driving, vehicle collision warning, vehicle lane deviation warning, and the like. Cooperative control may be performed for the purpose of. Further, the microcomputer 7610 automatically travels autonomously without relying on the driver's operation by controlling the driving force generator, steering mechanism, braking device, etc. based on the acquired information on the surroundings of the vehicle. Coordinated control may be performed for the purpose of driving or the like.
  • ADAS Advanced Driver Assistance System
  • the microcomputer 7610 has information acquired via at least one of general-purpose communication I / F7620, dedicated communication I / F7630, positioning unit 7640, beacon receiving unit 7650, in-vehicle device I / F7660, and in-vehicle network I / F7680. Based on the above, three-dimensional distance information between the vehicle and an object such as a surrounding structure or a person may be generated, and local map information including the peripheral information of the current position of the vehicle may be created. Further, the microcomputer 7610 may predict a danger such as a vehicle collision, a pedestrian or the like approaching or entering a closed road based on the acquired information, and may generate a warning signal.
  • the warning signal may be, for example, a signal for generating a warning sound or turning on a warning lamp.
  • the audio image output unit 7670 transmits an output signal of at least one of audio and image to an output device capable of visually or audibly notifying information to the passenger or the outside of the vehicle.
  • an audio speaker 7710, a display unit 7720, and an instrument panel 7730 are exemplified as output devices.
  • the display unit 7720 may include, for example, at least one of an onboard display and a head-up display.
  • the display unit 7720 may have an AR (Augmented Reality) display function.
  • the output device may be other devices such as headphones, wearable devices such as eyeglass-type displays worn by passengers, projectors or lamps other than these devices.
  • the display device displays the results obtained by various processes performed by the microcomputer 7610 or the information received from other control units in various formats such as texts, images, tables, and graphs. Display visually.
  • the audio output device converts an audio signal composed of reproduced audio data or acoustic data into an analog signal and outputs it audibly.
  • At least two control units connected via the communication network 7010 may be integrated as one control unit.
  • each control unit may be composed of a plurality of control units.
  • the vehicle control system 7000 may include another control unit (not shown).
  • the other control unit may have a part or all of the functions carried out by any of the control units. That is, as long as information is transmitted and received via the communication network 7010, predetermined arithmetic processing may be performed by any control unit.
  • a sensor or device connected to any control unit may be connected to another control unit, and a plurality of control units may send and receive detection information to and from each other via the communication network 7010. .
  • the above is an example of a vehicle control system to which the technology according to the present disclosure can be applied.
  • the technique according to the present disclosure can be applied to, for example, the imaging units 7910, 7912, 7914, 7916, 7918 and the like among the configurations described above.
  • the imaging system of the present disclosure can be applied to these imaging units. Since the imaging system of the present disclosure can predict in advance a dangerous state such as another vehicle suddenly interrupting in front of the own vehicle while driving, it is possible to prevent a collision accident or the like and to drive a safe vehicle. It becomes possible to contribute to maintenance.
  • the present disclosure may also have the following configuration.
  • Imaging system ⁇ [A-1] An event detection sensor that detects an event, An object recognition unit that recognizes an object detected as an event based on the event signal output from the event detection sensor. A motion vector estimation unit that estimates the motion vector of an object based on the recognition result of the object recognition unit, and A control unit that outputs warning information to warn that a dangerous state has occurred based on the estimation result of the motion vector estimation unit is provided.
  • the motion vector estimation unit detects the motion vector between the imaging frames and estimates the motion of the object in the screen.
  • An image sensor that captures images at a predetermined frame rate is provided.
  • the object recognition unit performs event recognition processing using the image data in the frame format output from the image sensor.
  • [A-7] The control unit determines that the vehicle interruption is in a dangerous state.
  • the imaging system according to any one of the above [A-1] to the above [A-6].
  • the control unit detects the interruption of the vehicle based on the movement vector of the center of gravity of the object.
  • the control unit detects a vehicle interruption when the movement vector of the center of gravity of the object is toward the center of the angle of view and the magnitude of the movement vector is a predetermined threshold value.
  • the control unit detects the interruption of the vehicle based on the ratio of the object occupying the angle of view of the event detection sensor and the movement vector of the center of gravity of the object.
  • the ratio of the object occupying the angle of view of the event detection sensor is at least a certain ratio, the movement vector of the center of gravity of the object is toward the center of the angle of view, and the magnitude of the movement vector is predetermined. Detects vehicle interruption when the threshold value is The imaging system according to the above [A-10].
  • the ratio of the object occupying the angle of view of the event detection sensor is at least a certain ratio, the movement vector of the center of gravity of the object is toward the center of the angle of view, and the magnitude of the movement vector is predetermined.
  • Controls the characteristics of the event detection sensor when the threshold is The imaging system according to any one of the above [A-1] to the above [A-6].
  • the characteristic of the event detection sensor is the resolution of the event detection sensor.
  • [A-14] The characteristic of the event detection sensor is the detection sensitivity of event detection. The imaging system according to the above [A-12].

Landscapes

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Abstract

本開示の撮像システムは、イベントを検出するイベント検出センサ、イベント検出センサから出力されるイベント信号に基づいて、イベントとして検出された物体の認識処理を行う物体認識部、物体認識部の認識結果を基に、物体の動きベクトルを推定する動きベクトル推定部、及び、動きベクトル推定部の推定結果を基に、危険な状態が生じたことを警告する警告情報を出力する制御部を備える。

Description

撮像システム
　本開示は、撮像システムに関する。
　イベントドリブン方式の撮像装置の一つとして、ＤＶＳ(Dynamic Vision Sensor)と呼ばれる非同期型の撮像装置がある。非同期型の撮像装置は、入射光を光電変換する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ことができる。従って、この種の非同期型の撮像装置については、イベント検出センサと言うこともできる。従来、イベント検出センサは、車両に搭載されて、走行路面をモニタリングするイベントベース視覚センサとして用いられている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１３－７９９３７号公報
　ところで、自車の走行中に、突然、他の車両が自車の前に割り込むというような危険に遭遇することがある。このとき、衝突事故等を未然に防止し、安全な車両走行を維持する観点からも、このような危険な状況をあらかじめ予測できることが望まれる。
　本開示は、安全運転の妨げになるような危険な状態が発生することをあらかじめ予測することができる撮像システムを提供することを目的とする。
　上記の目的を達成するための本開示の撮像システムは、
　イベントを検出するイベント検出センサ、
　イベント検出センサから出力されるイベント信号に基づいて、イベントとして検出された物体の認識処理を行う物体認識部、
　物体認識部の認識結果を基に、物体の動きベクトルを推定する動きベクトル推定部、及び、
　動きベクトル推定部の推定結果を基に、危険な状態が生じたことを警告する警告情報を出力する制御部を備える。
図１は、本開示の実施形態に係る撮像システムのシステム構成の一例を示すブロック図である。 図２Ａは、撮像システムにおける動き認識部の構成の一例を示すブロック図であり、図２Ｂは、撮像システムにおける物体認識部の構成の一例を示すブロック図である。 図３は、撮像システムにおけるイベント検出センサの構成の一例を示すブロック図である。 図４は、イベント検出センサにおける画素アレイ部の構成の一例を示すブロック図である。 図５は、イベント検出センサにおける画素の回路構成の一例を示す回路図である。 図６は、イベント検出センサの画素におけるイベント検出部の回路構成の一例を示すブロック図である。 図７は、イベント検出部における電流電圧変換部の構成の一例を示す回路図である。 図８は、イベント検出部における減算部及び量子化部の構成の一例を示す回路図である。 図９は、イベント検出センサの積層型のチップ構造の概略を示す分解斜視図である。 図１０は、撮像システムにおける画像センサの一例であるＣＭＯＳ型イメージセンサの構成の概略を示すブロック図である。 図１１は、画像センサにおける画素の回路構成の一例を示す回路図である。 図１２は、画像センサの平置型のチップ構造の概略を示す平面図である。 図１３は、画像センサの積層型のチップ構造の概略を示す平面図である。 図１４は、実施例１に係る危険予測の流れを示すフローチャートである。 図１５は、実施例２に係る危険予測の流れを示すフローチャートである。 図１６は、実施例３に係る危険予測の流れを示すフローチャートである。 図１７は、本開示の実施形態の変形例に係る撮像システムのシステム構成を示すブロック図である。 図１８は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。 図１９は、車両制御システムにおける撮像部の設置位置の例を示す図である。
　以下、本開示の技術を実施するための形態（以下、「実施形態」と記述する）について図面を用いて詳細に説明する。本開示の技術は実施形態に限定されるものではない。以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。尚、説明は以下の順序で行う。
　１．本開示の撮像システム、全般に関する説明
　２．本開示の実施形態
　　２－１．実施形態に係る撮像システムの構成例
　　２－２．イベント検出センサの構成例
　　　２－２－１．画素アレイ部の構成例
　　　２－２－２．画素の構成例
　　　２－２－３．イベント検出部の構成例
　　　　２－２－３－１．電流電圧変換部の構成例
　　　　２－２－３－２．減算部及び量子化部の構成例
　　　２－２－４．チップ構造の構成例
　　２－３．画像センサの構成例
　　　２－３－１．ＣＭＯＳ型イメージセンサの構成例
　　　２－３－２．画素の構成例
　　　２－３－３．チップ構造の構成例
　　　　２－３－３－１．平置型のチップ構造（所謂、平置構造）
　　　　２－３－３－２．積層型のチップ構造（所謂、積層構造）
　　２－４．実施例１（物体の重心の移動ベクトルに基づいて割り込みを検知する例）
　　２－５．実施例２（物体が画角を占める割合、及び、物体の重心の移動ベクトルに基づいて割り込みを検知する例）
　　２－６．実施例３（割り込み相当の状況が発生した場合に、イベント検出センサの特性を制御する例）
　３．変形例
　４．本開示に係る技術の適用例
　　４－１．移動体への応用例
　５．本開示がとることができる構成
＜本開示の撮像システム、全般に関する説明＞
　本開示の撮像システムにあっては、イベント検出センサについて、入射光を光電変換する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非同期型の撮像装置から成る構成とすることができる。そして、本開示の撮像システムについては、移動体に搭載して用いることが好ましい。
　上述した好ましい構成を含む本開示の撮像システムにあっては、動きベクトル推定部について、撮像フレーム間で動きベクトルを検出して、画面内での物体の動きを推定する構成とすることができる。
　また、上述した好ましい構成を含む本開示の撮像システムにあっては、所定のフレームレートで撮像を行う画像センサを備える構成とすることができる。そして、物体認識部について、画像センサから出力されるフレーム形式の画像データを用いてイベントの認識処理を行う構成とすることができる。
　また、上述した好ましい構成を含む本開示の撮像システムにあっては、制御部について、車両の割り込みを、危険な状態と判断する構成とすることができる。また、制御部について、物体の重心の移動ベクトルに基づいて車両の割り込みを検知する構成とすることができる。具体的には、制御部について、物体の重心の移動ベクトルが画角の中心に向かっており、移動ベクトルの大きさが所定の閾値のとき、車両の割り込みを検知する。
　また、上述した好ましい構成を含む本開示の撮像システムにあっては、制御部について、物体がイベント検出センサの画角を占める割合、及び、物体の重心の移動ベクトルに基づいて車両の割り込みを検知する構成とすることができる。具体的には、制御部について、物体がイベント検出センサの画角を占める割合が一定の割合以上で、物体の重心の移動ベクトルが画角の中心に向かっており、移動ベクトルの大きさが所定の閾値のとき、車両の割り込みを検知する構成とすることができる。
　また、上述した好ましい構成を含む本開示の撮像システムにあっては、制御部について、物体がイベント検出センサの画角を占める割合が一定の割合以上で、物体の重心の移動ベクトルが画角の中心に向かっており、移動ベクトルの大きさが所定の閾値のとき、イベント検出センサの特性を制御する構成とすることができる。イベント検出センサの特性としては、イベント検出センサの解像度、又は、イベント検出の検出感度を例示することができる。
≪本開示の実施形態≫
＜実施形態に係る撮像システムの構成例＞
　図１は、本開示の実施形態に係る撮像システムのシステム構成の一例を示すブロック図である。
　図１に示すように、本開示の実施形態に係る撮像システム１は、イベント検出センサ１０、画像センサ２０、動き認識部３０、物体認識部４０、動きベクトル推定部５０、制御部６０、オペレーションパターン定義部７０、記録部８０、及び、インタフェース９０を有する構成となっている。本実施形態に係る撮像システム１は、車両等の移動体に搭載して用いることができる。
　車両に搭載して用いる場合を例に挙げると、車両の所定の位置、例えば、車両のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア、及び、車室内のフロントガラスの上部のうちの少なくとも一つの位置に、撮像システム１を配置して用いることになる。本開示に係る技術（即ち、本実施形態に係る撮像システム１）の適用例の詳細については後述する。
　イベント検出センサ１０として、入射光を光電変換する画素の輝度変化が所定の検出閾値を超えたことをイベントとして検出するＤＶＳと呼ばれる非同期型の撮像装置を用いることができる。非同期型の撮像装置は、垂直同期信号に同期して撮像を行う同期型の撮像装置に対して、垂直同期信号に非同期でイベントを検出する撮像装置である。非同期型の撮像装置から成るイベント検出センサ１０の詳細については後述する。
　画像センサ２０として、垂直同期信号に同期して所定のフレームレートで撮像を行い、フレーム形式の画像データを出力する同期型の撮像装置を用いることができる。同期型の撮像装置としては、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型イメージセンサや、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）型イメージセンサ等を例示することができる。同期型の撮像装置から成る画像センサ２０の詳細については後述する。
　動き認識部３０は、イベント検出センサ１０から出力される、イベントの発生を表すイベント信号（イベントデータ）に基づいて、物体の動きを認識（検出）する。動き認識部３０の具体的な構成の一例を図２Ａに示す。動き認識部３０は、例えば、イベントフレーム生成部３１及び動き検出部３２から構成されている。
　イベントフレーム生成部３１は、イベント検出センサ１０から出力されるイベント信号に基づいて、一定の時間内にどれだけイベントが発生したかをフレーム化することによってイベントフレームを生成する。動き検出部３２は、イベントフレーム生成部３１でフレーム化されたイベントフレーム間で動き検出を行う。尚、イベントフレーム生成部３１によりフレーム化しなくても、つまり、非同期で出力されているイベント信号を動き認識部３０が直接受信して、動き検出を行うようにしてもよい。
　物体認識部４０は、動き認識部３０から与えられる動き検出の結果に基づいて、イベントとして検出された物体の認識処理を行う。物体認識部４０は更に、画像センサ２０から与えられるフレーム単位の画像データを基に物体の認識処理を行う。物体認識部４０の具体的な構成の一例を図２Ｂに示す。物体認識部４０は、例えば、ＲＯＩ抽出部４１及び認識処理部４２から構成されている。
　ＲＯＩ抽出部４１は、物体認識を行うための特定の領域の抽出、即ち、ＲＯＩ（Region Of Interest：関心領域）の抽出を行う。認識処理部４２は、ＲＯＩ抽出部４１が抽出した領域のデータに基づいて物体の認識処理を行う。この認識処理部４２における物体認識には、ニューラルネットワーク等の機械学習によるパターン認識技術、例えば、教師データとして与えられる画像の特徴点と、撮影した被写体画像の特徴点とを比較することによって画像認識を行う技術を用いることができる。
　動きベクトル推定部５０は、制御部６０による制御の下に、物体認識部４０の認識結果に基づいて、撮像フレーム（イベントフレーム）間で物体（例えば、車）の動きベクトルを検出して、画面内での物体の動きを推定する。
　制御部６０は、例えばプロセッサ（ＣＰＵ）によって構成され、イベント検出センサ１０及び画像センサ２０の制御を行う。制御部６０には、後述する本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システム７０００（図１８参照）から、車速などの種々の情報が、インタフェース９０を介して与えられる。
　制御部６０は更に、動きベクトル推定部５０の推定結果を基に、自車の走行中に、突然、他の車両が自車の前に割り込む等の危険な状態が発生したことを検知する。そして、制御部６０は、危険な状態が発生したことを検知したときは、その旨を警告する警告情報を出力し、インタフェース９０を介して、上記の車両制御システム７０００を送信する。
　制御部６０から警告情報の通知を受けると、車両制御システム７０００では、一例として、危険な状態が発生したことを運転者に知らせるために、ディスプレイ等でのアラート表示、音による警報、ブレーキ制御などの制御が行われることになる。
　オペレーションパターン定義部７０は、制御部６０による制御の下に、動き認識部３０から与えられる動き認識結果、及び、物体認識部４０から与えられる物体認識結果を用いて、移動体の一例としての車両の走行状態などを検知する。
　オペレーションパターン定義部７０から出力される情報は、制御部６０に与えられるとともに、必要に応じて、記憶部８０に記憶される。また、オペレーションパターン定義部７０から出力される情報は、必要に応じて、インタフェース９０を介して、車両制御システム７０００に供給される。
　以下に、イベント検出センサ１０及び画像センサ２０の詳細について説明する。
＜イベント検出センサの構成例＞
　以下に、イベント検出センサ１０の詳細について説明する。図３は、上記の構成の本開示の撮像システム１におけるイベント検出センサ１０の構成の一例を示すブロック図である。
　図３に示すように、イベント検出センサ１０は、複数の画素１１が行列状（アレイ状）に２次元配列されて成る画素アレイ部１２を有する。複数の画素１１のそれぞれは、光電変換によって生成される電気信号としての光電流に応じた電圧のアナログ信号を画素信号として生成する。また、複数の画素１１のそれぞれは、入射光の輝度に応じた光電流に、所定の閾値を超える変化が生じたか否かによって、イベントの有無を検出する。換言すれば、複数の画素１１のそれぞれは、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。
　イベント検出センサ１０は、画素アレイ部１２の他に、画素アレイ部１２の周辺回路部として、駆動部１３、アービタ部（調停部）１４、カラム処理部１５、及び、信号処理部１６を備えている。
　複数の画素１１のそれぞれは、イベントを検出した際に、イベントの発生を表すイベントデータの出力を要求するリクエストをアービタ部１４に出力する。そして、複数の画素１１のそれぞれは、イベントデータの出力の許可を表す応答をアービタ部１４から受け取った場合、駆動部１３及び信号処理部１６に対してイベントデータを出力する。また、イベントを検出した画素１１は、光電変換によって生成されるアナログの画素信号をカラム処理部１５に対して出力する。
　駆動部１３は、画素アレイ部１２の各画素１１を駆動する。例えば、駆動部１３は、イベントを検出し、イベントデータを出力した画素１１を駆動し、当該画素１１のアナログの画素信号を、カラム処理部１５へ出力させる。
　アービタ部１４は、複数の画素１１のそれぞれから供給されるイベントデータの出力を要求するリクエストを調停し、その調停結果（イベントデータの出力の許可／不許可）に基づく応答、及び、イベント検出をリセットするリセット信号を画素１１に送信する。
　カラム処理部１５は、例えば、画素アレイ部１２の画素列毎に設けられたアナログ－デジタル変換器の集合から成るアナログ－デジタル変換部を有する。アナログ－デジタル変換器としては、例えば、シングルスロープ型のアナログ－デジタル変換器を例示することができる。
　カラム処理部１５では、画素アレイ部１２の画素列毎に、その列の画素１１から出力されるアナログの画素信号をデジタル信号に変換する処理が行われる。カラム処理部１５では、デジタル化した画素信号に対して、ＣＤＳ（Correlated Double Sampling）処理を行うこともできる。
　信号処理部１６は、カラム処理部１５から供給されるデジタル化された画素信号や、画素アレイ部１２から出力されるイベントデータに対して所定の信号処理を実行し、信号処理後のイベントデータ及び画素信号を出力する。
　上述したように、画素１１で生成される光電流の変化は、画素１１に入射する光の光量変化（輝度変化）とも捉えることができる。従って、イベントは、所定の閾値を超える画素１１の光量変化（輝度変化）であるとも言うことができる。イベントの発生を表すイベントデータには、少なくとも、イベントとしての光量変化が発生した画素１１の位置を表す座標等の位置情報が含まれる。イベントデータには、位置情報の他、光量変化の極性を含ませることができる。
　画素１１からイベントが発生したタイミングで出力されるイベントデータの系列については、イベントデータどうしの間隔がイベントの発生時のまま維持されている限り、イベントデータは、イベントが発生した相対的な時刻を表す時刻情報を暗示的に含んでいるということができる。但し、イベントデータがメモリに記憶されること等により、イベントデータどうしの間隔がイベントの発生時のまま維持されなくなると、イベントデータに暗示的に含まれる時刻情報が失われる。そのため、信号処理部１６は、イベントデータどうしの間隔がイベントの発生時のまま維持されなくなる前に、イベントデータに、タイムスタンプ等の、イベントが発生した相対的な時刻を表す時刻情報を含める。
［画素アレイ部の構成例］
　図４は、イベント検出センサ１０における画素アレイ部１２の構成の一例を示すブロック図である。
　複数の画素１１が行列状に２次元配列されて成る画素アレイ部１２において、複数の画素１１のそれぞれは、受光部６１、画素信号生成部６２、及び、イベント検出部６３を有する構成となっている。
　上記の構成の画素１１において、受光部６１は、入射光を光電変換して光電流を生成する。そして、受光部６１は、駆動部１３（図３参照）の制御に従って、画素信号生成部６２及びイベント検出部６３のいずれかに、入射光を光電変換して生成した光電流に応じた電圧の信号を供給する。
　画素信号生成部６２は、受光部６１から供給される光電流に応じた電圧の信号を、アナログの画素信号ＳＩＧとして生成する。そして、画素信号生成部６２は、生成したアナログの画素信号ＳＩＧを、画素アレイ部１２の画素列毎に配線された垂直信号線ＶＳＬを介してカラム処理部１５（図３参照）に供給する。
　イベント検出部６３は、受光部６１のそれぞれからの光電流の変化量が所定の閾値を超えたか否かにより、イベントの発生の有無を検出する。イベントは、例えば、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、そ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から成る。また、イベントの発生を表すイベントデータは、例えば、オンイベントの検出結果を示す１ビット、及び、オフイベントの検出結果を示す１ビットから成る。尚、イベント検出部６３については、オンイベントのみを検出する構成とすることもできる。
　イベント検出部６３は、イベントが発生した際に、イベントの発生を表すイベントデータの出力を要求するリクエストをアービタ部１４（図３参照）に出力する。そして、イベント検出部６３は、リクエストに対する応答をアービタ部１４から受け取った場合、駆動部１３及び信号処理部１６に対してイベントデータを出力する。
［画素の回路構成例］
　図５は、イベント検出センサ１０における画素アレイ部１２の画素１１の回路構成の一例を示す回路図である。
　上述したように、複数の画素１１のそれぞれは、受光部６１、画素信号生成部６２、及び、イベント検出部６３を有する構成となっている。
　上記の構成の画素１１において、受光部６１は、受光素子（光電変換素子）６１１、転送トランジスタ６１２、及び、転送トランジスタ６１３を有する構成となっている。転送トランジスタ６１２及び転送トランジスタ６１３としては、例えば、Ｎ型のＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタを用いることができる。転送トランジスタ６１２及び転送トランジスタ６１３は、互いに直列に接続されている。
　受光素子６１１は、転送トランジスタ６１２と転送トランジスタ６１３との共通接続ノードＮ1とグランドとの間に接続されており、入射光を光電変換して入射光の光量に応じた電荷量の電荷を生成する。
　転送トランジスタ６１２のゲート電極には、図３に示す駆動部１３から転送信号ＴＲＧが供給される。転送トランジスタ６１２は、転送信号ＴＲＧに応答してオン状態になることにより、受光素子６１１で光電変換されて生成された電気信号を画素信号生成部６２に供給する。
　転送トランジスタ６１３のゲート電極には、駆動部１３から制御信号ＯＦＧが供給される。転送トランジスタ６１３は、制御信号ＯＦＧに応答してオン状態になることにより、受光素子６１１で光電変換されて生成された電気信号をイベント検出部６３に供給する。イベント検出部６３に供給される電気信号は、電荷からなる光電流である。
　画素信号生成部６２は、リセットトランジスタ６２１、増幅トランジスタ６２２、選択トランジスタ６２３、及び、浮遊拡散層６２４を有する構成となっている。リセットトランジスタ６２１、増幅トランジスタ６２２、及び、選択トランジスタ６２３としては、例えば、Ｎ型のＭＯＳトランジスタを用いることができる。
　画素信号生成部６２には、受光部６１の受光素子６１１で光電変換された電荷が、転送トランジスタ６１２によって供給される。受光部６１から供給される電荷は、浮遊拡散層６２４に蓄積される。浮遊拡散層６２４は、蓄積した電荷を、その電荷量に応じた電圧値の電圧信号を生成する。すなわち、浮遊拡散層６２４は、電荷を電圧に変換する電荷電圧変換部である。
　リセットトランジスタ６２１は、電源電圧ＶDDの電源ラインと浮遊拡散層６２４との間に接続されている。リセットトランジスタ６２１のゲート電極には、駆動部１３からリセット信号ＲＳＴが供給される。リセットトランジスタ６２１は、リセット信号ＲＳＴに応答してオン状態になることにより、浮遊拡散層６２４の初期化（リセット）を行う。
　増幅トランジスタ６２２は、電源電圧ＶDDの電源ラインと垂直信号線ＶＳＬとの間に、選択トランジスタ６２３と直列に接続されている。増幅トランジスタ６２２は、浮遊拡散層６２４で電荷電圧変換された電圧信号を増幅する。
　選択トランジスタ６２３のゲート電極には、駆動部１３から選択信号ＳＥＬが供給される。選択トランジスタ６２３は、選択信号ＳＥＬに応答してオン状態になることにより、増幅トランジスタ６２２によって増幅された電圧信号を、アナログの画素信号ＳＩＧとして垂直信号線ＶＳＬを介してカラム処理部１５（図３参照）へ出力する。
　上記の構成の画素１１が２次元配置されて成る画素アレイ部１２を有するイベント検出センサ１０において、駆動部１３は、図１に示す制御部６０によって、イベント検出の開始が指示される。そして、イベント検出の開始が指示されると、駆動部１３は、受光部６１の転送トランジスタ６１３に制御信号ＯＦＧを供給することによって当該転送トランジスタ６１３を駆動し、受光素子６１１で生成された電荷に応じた光電流をイベント検出部６３に供給させる。
　そして、ある画素１１においてイベントが検出されると、駆動部１３は、その画素１１の転送トランジスタ６１３をオフ状態にしてイベント検出部６３への光電流の供給を停止させる。次いで、駆動部１３は、転送トランジスタ６１２に転送信号ＴＲＧを供給することによって当該転送トランジスタ６１２を駆動して、受光素子６１１で光電変換された電荷を浮遊拡散層６２４に転送させる。
　このようにして、上記の構成の画素１１が２次元配置されて成る画素アレイ部１２を有するイベント検出センサ１０は、イベントが検出された画素１１の画素信号のみをカラム処理部１５に出力する。これにより、イベントの有無に関わらず、全画素の画素信号を出力する場合と比較して、イベント検出センサ１０の消費電力や、画像処理の処理量を低減することができる。
　尚、ここで例示した画素１１の構成は一例であって、この構成例に限定されるものではない。例えば、画素信号を出力する必要がない場合には、画素信号生成部６２を備えない画素構成とすることもできる。この画素構成の場合は、受光部６１において、転送トランジスタ６１２を省略すればよい。また、図３のカラム処理部１５がアナログ－デジタル変換機能の持たない構成とすることができる。画素信号を出力しない画素構成とすることにより、イベント検出センサ１０の規模の抑制を図ることができる。
［イベント検出部の構成例］
　図６は、イベント検出センサ１０の画素１１におけるイベント検出部６３の回路構成の一例を示すブロック図である。
　図６に示すように、本例に係るイベント検出部６３は、電流電圧変換部６３１、バッファ６３２、減算部６３３、量子化部６３４、及び、転送部６３５を有する構成となっている。
　電流電圧変換部６３１は、画素１１の受光部６１から供給される光電流を、当該光電流の対数の電圧信号（以下、「光電圧」と記述する場合がある）に変換し、バッファ６３２に供給する。バッファ６３２は、電流電圧変換部６３１から供給される光電圧をバッファリングして減算部６３３に供給する。
　減算部６３３は、現在の光電圧と、現在と微小時間だけ異なる光電圧との差を演算し、その差に対応する差信号を量子化部６３４に供給する。量子化部６３４は、減算部６３３から供給される差信号をデジタル信号に量子化し、差信号のデジタル値を転送部６３５に供給する。
　転送部６３５は、量子化部６３４から差信号のデジタル値が供給されると、イベントデータの送信を要求するリクエストをアービタ部１４に供給する。そして、転送部６３５は、リクエストに対する応答、即ち、イベントデータの出力を許可する旨の応答をアービタ部１４から受け取ると、量子化部６３４から供給される差信号のデジタル値に応じて、イベントデータを、駆動部１３及び信号処理部１６に供給する。
　続いて、イベント検出部６３における電流電圧変換部６３１、減算部６３３、及び、量子化部６３４の構成例について説明する。
（電流電圧変換部の構成例）
　図７は、イベント検出部６３における電流電圧変換部６３１の構成の一例を示す回路図である。
　図７に示すように、本例に係る電流電圧変換部６３１は、トランジスタ６３１１、トランジスタ６３１２、及び、トランジスタ６３１３を有する回路構成となっている。トランジスタ６３１１及びトランジスタ６３１３としては、Ｎ型のＭＯＳトランジスタを用いることができ、トランジスタ６３１２としては、Ｐ型のＭＯＳトランジスタを用いることができる。
　トランジスタ６３１１は、電源電圧ＶDDの電源ラインと信号入力線６３１４との間に接続されている。トランジスタ６３１２及びトランジスタ６３１３は、電源電圧ＶDDの電源ラインとグランドとの間に直列に接続されている。そして、トランジスタ６３１２及びトランジスタ６３１３の共通接続ノードＮ2には、トランジスタ６３１１のゲート電極と、図６に示すバッファ６３２の入力端子とが接続されている。
　トランジスタ６３１２のゲート電極には、所定のバイアス電圧Ｖbiasが印加される。これにより、トランジスタ６３１２は、一定の電流をトランジスタ６３１３に供給する。トランジスタ６３１３のゲート電極には、信号入力線６３１４を通して、受光部６１から光電流が入力される。
　トランジスタ６３１１のドレイン電極は、電源電圧ＶDDの電源ラインに接続されており、ソースフォロワ構成となっている。トランジスタ６３１３のゲート電極は、トランジスタ６３１１のソース電極に接続されている。そして、ソースフォロワ構成のトランジスタ６３１１及びトランジスタ６３１３により、受光部６１からの光電流は、当該光電流の対数に対応する光電圧に変換される。
（減算部及び量子化部の構成例）
　図８は、イベント検出部６３における減算部６３３及び量子化部６３４の構成の一例を示す回路図である。
　本例に係る減算部６３３は、容量素子６３３１、オペアンプ６３３２、容量素子６３３３、及び、スイッチ素子６３３４を有する構成となっている。
　容量素子６３３１の一端は、図６に示すバッファ６３２の出力端子に接続され、容量素子６３３１の他端は、オペアンプ６３３２の入力端子に接続されている。これにより、オペアンプ６３３２の入力端子に、バッファ６３２から供給される光電圧が、容量素子６３３１を介して入力される。
　容量素子６３３３は、オペアンプ６３３２に対して並列に接続されている。スイッチ素子６３３４は、容量素子６３３３の両端間に接続されている。スイッチ素子６３３４には当該スイッチ素子６３３４を開閉する制御信号として、図３に示すアービタ部１４からリセット信号が供給される。スイッチ素子６３３４は、リセット信号に応じて、容量素子６３３３の両端を接続する経路を開閉する。
　上記の構成の減算部６３３において、スイッチ素子６３３４をオン（閉）状態とした際に、容量素子６３３１のバッファ６３２側の端子に入力される光電圧をＶinitとする。容量素子６３３１のバッファ６３２側の端子に光電圧Ｖinitが入力されたとき、その逆側の端子は仮想接地端子となる。この仮想接地端子の電位を、便宜上、ゼロとする。このとき、容量素子６３３１の容量値をＣ1とすると、容量素子６３３１に蓄積されている電荷Ｑinitは、次式（１）により表される。
　　Ｑinit＝Ｃ1×Ｖinit　　　　　　　　　　　　　・・・（１）
　また、スイッチ素子６３３４をオン状態である場合には、容量素子６３３３の両端は短絡されているため、容量素子６３３３に蓄積される電荷はゼロとなる。その後、スイッチ素子６３３４がオフ（開）状態となる。スイッチ素子６３３４がオフ状態の場合の、容量素子６３３１のバッファ６３２側の端子の光電圧をＶafterと表すこととする。スイッチ素子６３３４がオフ状態になった場合に容量素子６３３１に蓄積される電荷Ｑafterは、次式（２）により表される。
　　Ｑafter＝Ｃ1×Ｖafter  　　　　　　　　　　　・・・（２）
　容量素子６３３３の容量値をＣ2と表すとともに、オペアンプ６３３２の出力電圧をＶoutと表すこととすると、容量素子６３３３に蓄積される電荷Ｑ2は、次式（３）により表される。
　　Ｑ2＝－Ｃ2×Ｖout　　　　　　　　　　　　　　・・・（３）
　スイッチ素子６３３４がオフする前後で、容量素子６３３１の電荷量と容量素子６３３３の電荷量とを合わせた総電荷量は変化しないため、次の式（４）が成立する。
　　Ｑinit＝Ｑafter＋Ｑ2  　　　　　　　　　　　　・・・（４）
　式（４）に式（１）乃至式（３）を代入すると、次式（５）が得られる。
　　Ｖout＝－（Ｃ1／Ｃ2）×（Ｖafter－Ｖinit） 　・・・（５）
　式（５）によれば、減算部６３３では、光電圧Ｖinitと光電圧Ｖafterとの減算、即ち、光電圧Ｖinitと光電圧Ｖafterとの差（Ｖinit－Ｖafter）に対応する差信号Ｖoutの算出が行われる。また、式（５）によれば、減算部６３３の減算の利得はＣ1／Ｃ2となる。通常、減算部６３３の減算の利得を最大化することが望まれるため、容量素子６３３１の容量値Ｃ1を大きく、容量素子６３３３の容量値Ｃ2を小さく設計することが好ましい。
　一方、容量素子６３３３の容量値Ｃ2が小さすぎると、ｋＴＣノイズが増大し、ノイズ特性が悪化するおそれがあるため、容量素子６３３３の容量値Ｃ2の容量削減は、ノイズを許容することができる範囲に制限される。また、画素１１毎に減算部６３３を含むイベント検出部６３が搭載されるため、容量素子６３３１や容量素子６３３３には、面積上の制約がある。これらを考慮して、容量素子６３３１の容量値Ｃ1及び容量素子６３３３の容量値Ｃ2が決定される。
　図８において、量子化部６３４は、コンパレータ６３４１を有する構成となっている。コンパレータ６３４１は、減算部４３０からの差信号（即ち、オペアンプ６３３２の出力信号）を非反転（＋）入力とし、所定の閾値電圧Ｖthを反転（－）入力としている。そして、コンパレータ６３４１は、減算部４３０からの差信号Ｖoutと所定の閾値電圧Ｖthとを比較し、比較結果を表す、高レベル又は低レベルを、差信号Ｖoutの量子化値として、図６に示す転送部６３５に出力する。
　転送部６３５は、量子化部６３４からの差信号Ｖoutの量子化値から、イベントとしての光量変化（輝度変化）が発生したと認められる場合、即ち、差信号Ｖoutが所定の閾値電圧Ｖthよりも大きい（又は、小さい）場合に、イベントの発生を表す、例えば高レベルのイベントデータを、図３の信号処理部１６に出力する。すなわち、閾値電圧Ｖthは、画素１１の光量変化（輝度変化）に基づいてイベントを検出する閾値である。
　信号処理部１６は、転送部６３５から供給されるイベントデータに、そのイベントデータが表すイベントを検出した画素１１の位置情報、及び、イベントが発生した時刻を表す時刻情報、更には、必要に応じて、イベントとしての光量変化の極性情報を含めて出力する。
　イベントを検出した画素１１の位置情報、イベントが発生した時刻を表す時刻情報、及び、イベントとしての光量変化の極性情報を含むイベントデータのデータ形式としては、例えば、ＡＥＲ（Address Event Representation）と呼ばれるデータ形式を採用することができる。
　尚、画素１１では、カラーフィルタ等の所定の光を透過する光学フィルタを設けること等によって、入射光として、任意の光を受光することができる。例えば、画素１１において、入射光として、可視光を受光する場合、イベントデータは、視認することができる被写体が映る画像における画素値の変化の発生を表す。また、例えば、画素１１において、入射光として、測距のための赤外線やミリ波等を受光する場合、イベントデータは、被写体までの距離の変化の発生を表す。更に、例えば、画素１１において、入射光として、温度の測定のための赤外線を受光する場合、イベントデータは、被写体の温度の変化の発生を表す。本実施形態では、画素１１において、入射光として、可視光を受光することとする。
［チップ構造の構成例］
　以上説明したイベント検出センサ１０のチップ（半導体集積回路）構造としては、例えば、積層型のチップ構造を採ることができる。図９は、イベント検出センサ１０の積層型のチップ構造の概略を示す分解斜視図である。
　図９に示すように、積層型のチップ構造、所謂、積層構造は、第１のチップである受光チップ１０１、及び、第２のチップである検出チップ１０２の少なくとも２つのチップが積層された構造となっている。そして、図５に示す画素１１の回路構成において、受光素子６１１のそれぞれが受光チップ１０１上に配置され、受光素子６１１以外の素子の全てや、画素１１の他の回路部分の素子などが検出チップ１０２上に配置される。受光チップ１０１と検出チップ１０２とは、ビア（ＶＩＡ）、Ｃｕ－Ｃｕ接合、バンプなどの接続部を介して電気的に接続される。
　尚、ここでは、受光素子６１１を受光チップ１０１に配置し、受光素子６１１以外の素子や画素１１の他の回路部分の素子などを検出チップ１０２に配置する構成例を例示したが、この構成例に限られるものではない。
　例えば、図５に示す画素１１の回路構成において、受光部６１の各素子を受光チップ１０１に配置し、受光部６１以外の素子や画素１１の他の回路部分の素子などを検出チップ１０２に配置する構成とすることができる。また、受光部６１の各素子、及び、画素信号生成部６２のリセットトランジスタ６２１、浮遊拡散層６２４を受光チップ１０１に配置し、それ以外の素子を検出チップ１０２に配置する構成とすることができる。更には、イベント検出部６３を構成する素子の一部を、受光部６１の各素子などと共に受光チップ１０１に配置する構成とすることができる。
＜画像センサの構成例＞
　本実施形態に係る撮像システム１における画像センサ２０の基本的な構成について説明する。ここでは、画像センサ２０として、Ｘ－Ｙアドレス方式の画像センサの一種であるＣＭＯＳ型イメージセンサを例に挙げて説明する。ＣＭＯＳ型イメージセンサは、ＣＭＯＳプロセスを応用して、又は、部分的に使用して作製されたイメージセンサである。但し、画像センサ２０としては、ＣＭＯＳ型イメージセンサに限られるものではない。
［ＣＭＯＳイメージセンサの構成例］
　図１０は、本実施形態に係る撮像システム１における画像センサ２０の一例であるＣＭＯＳイメージセンサの構成の概略を示すブロック図である。
　本例に係る画像センサ２０は、受光部（光電変換部）を含む画素２１が行方向及び列方向に、即ち、行列状に２次元配置されて成る画素アレイ部２２、及び、当該画素アレイ部２２の周辺回路部を有する構成となっている。ここで、行方向とは、画素行の画素２１の配列方向を言い、列方向とは、画素列の画素２１の配列方向を言う。画素２１は、光電変換を行うことにより、受光した光量に応じた光電荷を生成し、蓄積する。
　本例に係る画像センサ２０は、画素アレイ部２２の各画素２１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ＲＧＢセンサである。但し、画像センサ２０は、ＲＧＢセンサに限られるものではない。
　画素アレイ部２２の周辺回路部は、例えば、行選択部２３、定電流源部２４、アナログ－デジタル変換部２５、水平転送走査部２６、信号処理部２７、及び、タイミング制御部２８等によって構成されている。
　画素アレイ部２２において、行列状の画素配列に対し、画素行毎に画素駆動線３１1～３１m（以下、総称して「画素駆動線３１」と記述する場合がある）が行方向に沿って配線されている。また、画素列毎に垂直信号線３２1～３２n（以下、総称して「垂直信号線３２」と記述する場合がある）が列方向に沿って配線されている。画素駆動線３１は、画素２１から信号を読み出す際の駆動を行うための駆動信号を伝送する。図１では、画素駆動線３１について１本の配線として図示しているが、１本に限られるものではない。画素駆動線３１の一端は、行選択部２３の各行に対応した出力端に接続されている。
　以下に、画素アレイ部２２の周辺回路部の各回路部、即ち、行選択部２３、定電流源部２４、アナログ－デジタル変換部２５、水平転送走査部２６、信号処理部２７、及び、タイミング制御部２８について説明する。
　行選択部２３は、シフトレジスタやアドレスデコーダなどによって構成され、画素アレイ部２２の各画素２１の選択に際して、画素行の走査や画素行のアドレスを制御する。この行選択部２３は、その具体的な構成については図示を省略するが、一般的に、読出し走査系と掃出し走査系の２つの走査系を有する構成となっている。
　読出し走査系は、画素２１から画素信号を読み出すために、画素アレイ部２２の各画素２１を行単位で順に選択走査する。画素２１から読み出される画素信号はアナログ信号である。掃出し走査系は、読出し走査系によって読出し走査が行われる読出し行に対して、その読出し走査よりもシャッタスピードの時間分だけ先行して掃出し走査を行う。
　この掃出し走査系による掃出し走査により、読出し行の画素２１の受光部（光電変換部）から不要な電荷が掃き出されることによって当該受光部がリセットされる。そして、この掃出し走査系による不要電荷の掃き出す（リセットする）ことにより、所謂、電子シャッタ動作が行われる。ここで、電子シャッタ動作とは、受光部の光電荷を捨てて、新たに露光を開始する（光電荷の蓄積を開始する）動作のことを言う。
　定電流源部２４は、画素列毎に垂直信号線３２1～３２nの各々に接続された、例えばＭＯＳトランジスタから成る複数の電流源Ｉ（図１８参照）を備えており、行選択部２３によって選択走査された画素行の各画素２１に対し、垂直信号線３２1～３２nの各々を通してバイアス電流を供給する。
　アナログ－デジタル変換部２５は、画素アレイ部２２の画素列に対応して設けられた（例えば、画素列毎に設けられた）複数のアナログ－デジタル変換器の集合から成る。アナログ－デジタル変換部２５は、画素列毎に垂直信号線３２1～３２nの各々を通して出力されるアナログの画素信号を、デジタル信号に変換する列並列型のアナログ－デジタル変換部である。
　列並列アナログ－デジタル変換部２５におけるアナログ－デジタル変換器としては、例えば、参照信号比較型のアナログ－デジタル変換器の一例であるシングルスロープ型のアナログ－デジタル変換器を用いることができる。但し、アナログ－デジタル変換器としては、シングルスロープ型のアナログ－デジタル変換器に限られるものではなく、逐次比較型のアナログ－デジタル変換器やデルタ－シグマ変調型（ΔΣ変調型）のアナログ－デジタル変換器などを用いることができる。
　この列並列アナログ－デジタル変換部２５におけるアナログ－デジタル変換器の例については、先述したイベント検出センサ１０のカラム処理部１５（図３参照）を構成するアナログ－デジタル変換部におけるアナログ－デジタル変換器においても同様である。
　水平転送走査部２６は、シフトレジスタやアドレスデコーダなどによって構成され、画素アレイ部２２の各画素２１の信号の読出しに際して、画素列の走査や画素列のアドレスを制御する。この水平転送走査部２６による制御の下に、アナログ－デジタル変換部２５でデジタル信号に変換された画素信号が画素列単位で水平転送線（水平出力線）２９に読み出される。
　信号処理部２７は、水平転送線２９を通して供給されるデジタルの画素信号に対して、所定の信号処理を行い、２次元の画像データを生成する。例えば、信号処理部２７は、縦線欠陥、点欠陥の補正、又は、信号のクランプを行ったり、パラレル－シリアル変換、圧縮、符号化、加算、平均、及び、間欠動作などデジタル信号処理を行ったりする。信号処理部２７は、生成した画像データを、本画像センサ２０の出力信号として後段の装置に出力する。
　タイミング制御部２８は、外部から供給される垂直同期信号ＶＤや水平同期信号ＨＤ、更には、マスタークロックＭＣＫ（図示せず）等に基づいて、各種のタイミング信号、クロック信号、及び、制御信号等を生成する。そして、タイミング制御部２８は、これら生成した信号を基に、行選択部２３、定電流源部２４、アナログ－デジタル変換部２５、水平転送走査部２６、及び、信号処理部２７等の駆動制御を行う。
　このタイミング制御部２８による制御の下に、本画像センサ２０では、垂直同期信号ＶＤ等の同期信号に同期して撮像が行われる。すなわち、本画像センサ２０は、所定のフレームレート、例えば、固定のフレームレートで撮像を行う同期型の撮像装置である。
［画素の回路構成例］
　図１１は、画像センサ２０における画素アレイ部２２の画素２１の回路構成の一例を示す回路図である。
　画素２１は、受光部（光電変換部）として、例えば、フォトダイオード２１１を有している。画素２１は、フォトダイオード２１１の他に、転送トランジスタ２１２、リセットトランジスタ２１３、増幅トランジスタ２１４、及び、選択トランジスタ２１５を有する画素構成となっている。
　尚、ここでは、転送トランジスタ２１２、リセットトランジスタ２１３、増幅トランジスタ２１４、及び、選択トランジスタ２１５の４つのトランジスタとして、例えばＮ型のＭＯＳトランジスタを用いているが、ここで例示した４つのトランジスタ２１２～２１５の導電型の組み合わせは一例に過ぎず、これらの組み合わせに限られるものではない。
　この画素２１に対して、先述した画素駆動線３１として、複数の画素駆動線が同一画素行の各画素２１に対して共通に配線されている。これら複数の画素駆動線は、行選択部２３の各画素行に対応した出力端に画素行単位で接続されている。行選択部２３は、複数の画素駆動線に対して転送信号ＴＲＧ、リセット信号ＲＳＴ、及び、選択信号ＳＥＬを適宜出力する。
　フォトダイオード２１１は、アノード電極が低電位側電源(例えば、グランド)に接続されており、受光した光をその光量に応じた電荷量の光電荷（ここでは、光電子）に光電変換してその光電荷を蓄積する。フォトダイオード２１１のカソード電極は、転送トランジスタ２１２を介して増幅トランジスタ２１４のゲート電極と電気的に接続されている。ここで、増幅トランジスタ２１４のゲート電極が電気的に繋がった領域は、フローティングディフュージョン（浮遊拡散領域／不純物拡散領域）ＦＤである。フローティングディフュージョンＦＤは、電荷を電圧に変換する電荷電圧変換部である。
　転送トランジスタ２１２のゲート電極には、高レベル（例えば、ＶDDレベル）がアクティブとなる転送信号ＴＲＧが行選択部２３から与えられる。転送トランジスタ２１２は、転送信号ＴＲＧに応答してオン状態となることにより、フォトダイオード２１１で光電変換され、当該フォトダイオード２１１に蓄積された光電荷をフローティングディフュージョンＦＤに転送する。
　リセットトランジスタ２１３は、電源電圧ＶDDの電源ラインとフローティングディフュージョンＦＤとの間に接続されている。リセットトランジスタ２１３のゲート電極には、高レベルがアクティブとなるリセット信号ＲＳＴが行選択部２３から与えられる。リセットトランジスタ２１３は、リセット信号ＲＳＴに応答してオン状態となり、フローティングディフュージョンＦＤの電荷を電源電圧ＶDDのノードに捨てることによってフローティングディフュージョンＦＤをリセットする。
　増幅トランジスタ２１４は、ゲート電極がフローティングディフュージョンＦＤに接続され、ドレイン電極が電源電圧ＶDDの電源ラインに接続されている。増幅トランジスタ２１４は、フォトダイオード２１１での光電変換によって得られる信号を読み出すソースフォロワの入力部となる。増幅トランジスタ２１４は、ソース電極が選択トランジスタ２１５を介して垂直信号線３２に接続される。そして、増幅トランジスタ２１４と、垂直信号線３２の一端に接続される電流源Ｉとは、フローティングディフュージョンＦＤの電圧を垂直信号線３２の電位に変換するソースフォロワを構成している。
　選択トランジスタ２１５は、ドレイン電極が増幅トランジスタ２１４のソース電極に接続され、ソース電極が垂直信号線３２に接続されている。選択トランジスタ２１５のゲート電極には、高レベルがアクティブとなる選択信号ＳＥＬが行選択部２３から与えられる。選択トランジスタ２１５は、選択信号ＳＥＬに応答してオン状態となることにより、画素２１を選択状態として増幅トランジスタ２１４から出力される信号を垂直信号線３２に伝達する。
　尚、ここでは、画素２１の画素回路として、転送トランジスタ２１２、リセットトランジスタ２１３、増幅トランジスタ２１４、及び、選択トランジスタ２１５から成る、即ち４つのトランジスタ（Ｔｒ）から成る４Ｔｒ構成を例に挙げたが、これに限られるものではない。例えば、選択トランジスタ２１５を省略し、増幅トランジスタ２１４に選択トランジスタ２５の機能を持たせる３Ｔｒ構成とすることもできるし、必要に応じて、トランジスタの数を増やした５Ｔｒ以上の構成とすることもできる。
［チップ構造の構成例］
　上記の構成の画像センサ２０のチップ（半導体集積回路）構造としては、平置型のチップ構造及び積層型のチップ構造を例示することができる。平置型のチップ構造及び積層型のチップ構造のいずれの画像センサ２０においても、画素２１について、配線層が配される側の基板面を表面（正面）とするとき、表面側から照射される光を取り込む表面照射型の画素構造とすることもできるし、その反対側の裏面側から照射される光を取り込む裏面照射型の画素構造とすることができる。以下に、平置型のチップ構造及び積層型のチップ構造について説明する。
（平置型のチップ構造）
　図１２は、画像センサ２０の平置型のチップ構造の概略を示す平面図である。
　図１２に示すように、平置型のチップ構造（所謂、平置構造）は、画素２１が行列状に配置されて成る画素アレイ部２２と同じ半導体基板２０１上に、画素アレイ部２２の周辺の回路部分を形成した構造となっている。具体的には、画素アレイ部２２と同じ半導体基板２０１上に、行選択部２３、定電流源部２４、アナログ－デジタル変換部２５、水平転送走査部２６、信号処理部２７、及び、タイミング制御部２８等が形成されている。
（積層型のチップ構造）
　図１３は、画像センサ２０の積層型のチップ構造の概略を示す分解斜視図である。
　図１３に示すように、積層型のチップ構造（所謂、積層構造）は、第１半導体基板２０２及び第２半導体基板２０３の少なくとも２つの半導体基板が積層された構造となっている。この積層構造において、画素アレイ部２２は、１層目の第１半導体基板２０２に形成される。また、行選択部２３、定電流源部２４、アナログ－デジタル変換部２５、水平転送走査部２６、信号処理部２７、及び、タイミング制御部２８等の回路部分は、２層目の第２半導体基板２０３に形成される。そして、１層目の第１半導体基板２０２と２層目の第２半導体基板２０３とは、ビア（ＶＩＡ）やＣｕ－Ｃｕ接合などの接続部３３Ａ，３３Ｂを通して電気的に接続される。
　この積層構造の画像センサ２０によれば、１層目の第１半導体基板２０２には画素２１の作製に適したプロセスを適用でき、２層目の第２半導体基板２０３には回路部分の作製に適したプロセスを適用できるため、画像センサ２０の製造に当たって、プロセスの最適化を図ることができる。特に、回路部分の作製に当たっては、先端プロセスの適用が可能になる。
　尚、ここでは、第１半導体基板２０２及び第２半導体基板２０３が積層されて成る２層構造の積層構造を例示したが、積層構造としては、２層構造に限られるものではなく、３層以上の構造とすることもできる。そして、３層以上の積層構造の場合、行選択部２３、定電流源部２４、アナログ－デジタル変換部２５、水平転送走査部２６、及び、信号処理部２７等の回路部分については、２層目以降の半導体基板に分散して形成することができる。
　ところで、自車の走行中に、突然、他の車両が自車の前に割り込むというような危険な状態に遭遇することがある。このとき、衝突事故等を未然に防止し、安全な車両走行を維持する観点からも、このような危険な状態が発生することをあらかじめ予測できることが望まれる。そこで、本実施形態では、上記の構成の撮像システム１において、衝突事故等を未然に防止し、安全な車両走行を維持できるようにするために、安全運転の妨げになるような危険な状態が発生することをあらかじめ予測できるようする。
　本実施形態によれば、安全運転の妨げになるような危険な状態が発生することをあらかじめ予測できるため、衝突事故等を未然に防止し、安全な車両走行の維持に寄与することができる。以下に、上記の構成の撮像システム１において、安全運転の妨げになるような危険な状態をあらかじめ予測できるようにするための本実施形態の具体的な実施例について説明する。
　以下に説明する本実施形態の各実施例において、危険な状態の予測（推定）は、動きベクトル推定部５０において、制御部６０による制御の下に実行される。
＜実施例１＞
　実施例１は、物体の重心の移動ベクトルを基に車両の割り込みを検知する例である。実施例１に係る危険予測の流れを図１４のフローチャートに示す。
　制御部６０は、先ず、イベント検出センサ１０によるイベント検出を行い（ステップＳ１１）、次いで、イベント検出センサ１０内においてイベント検出されたエリアを特定し（ステップＳ１２）、次いで、動き認識部３０において、イベントとして検出した物体の動き検出を行う（ステップＳ１３）。
　次に、制御部６０は、画像センサ２０から出力される画像データを用いて物体認識を行う必要がある否かを判断する（ステップＳ１４）。ここで、画像センサ２０の画像データを用いて物体認識を行う必要があると判断した場合は、イベント検出センサ１０から出力されるイベント信号（イベントデータ）のみを用いて物体認識を行うことができないことを意味する。
　この判断の場合、制御部６０は、画像センサ２０からフレーム形式で出力される画像データを取得し（ステップＳ１５）、次いで、物体認識部４０において、フレーム形式の画像データを用いて、イベントとして検出した物体の認識処理を行う（ステップＳ１６）。制御部６０は、ステップＳ１４の処理で、画像センサ２０の画像データを用いて物体認識を行う必要がない判断した場合は、ステップＳ１６に移行し、イベント検出センサ１０から出力されるイベント信号（イベントデータ）のみを用いて物体認識を行う。
　次に、制御部６０は、物体認識の結果を基に、例えば、周知のパターンマッチング技術を用いて、イベントとして検出した物体が車の一部であるか否かを判断し（ステップＳ１７）、車の一部でなければ、ステップＳ１１に戻って上述した処理を繰り返し、車の一部であれば、物体の重心を測定する（ステップＳ１８）。
　続いて、制御部６０は、物体の重心の移動ベクトルを予測し（ステップＳ１９）、次いで、物体の重心の移動ベクトルが、イベント検出センサ１０の画角（撮像可能な範囲）の中心に向かっているか否かを判断する（ステップＳ２０）。ここで、物体の重心の移動ベクトルが、画角の中心に向かっているということは、他車が自車に向かって走行している状況にあるということができる。物体の重心の移動ベクトルが、画角の中心に向かっていなければ、ステップＳ１１に戻って上述した処理を繰り返す。
　制御部６０は、物体の重心の移動ベクトルが、画角の中心に向かっていると判断した場合には、移動ベクトルの大きさが所定の閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ２１）。ここで、移動ベクトルの大きさが閾値以上であるということは、自車に向かう他車の車速が速い状況にあるということができる。移動ベクトルの大きさが閾値未満であれば、ステップＳ１１に戻って上述した処理を繰り返す。
　制御部６０は、物体の重心の移動ベクトルが、画角の中心に向かっており、しかも、移動ベクトルの大きさが閾値以上である場合は、自車の前に他車が割り込んだと判定し（ステップＳ２２）、危険な状態が生じたことを警告する警告情報を出力し（ステップＳ２３）、上述した割り込み検知のための一連の処理を終了する。
　制御部６０から出力される警告情報は、インタフェース９０を介して、車両制御システム７０００（図１８参照）に供給される。車両制御システム７０００では、制御部６０から警告情報の通知を受けると、一例として、危険な状態が発生したことを運転者に知らせるために、ディスプレイ等でのアラート表示、音による警報、ブレーキ制御などの制御が行われることになる。
＜実施例２＞
　実施例２は、物体が画角を占める割合、及び、物体の重心の移動ベクトルに基づいて割り込みを検知する例である。実施例２に係る危険予測の流れを図１５のフローチャートに示す。
　制御部６０は、先ず、イベント検出センサ１０によるイベント検出を行い（ステップＳ３１）、次いで、イベント検出センサ１０内においてイベント検出されたエリアを特定し（ステップＳ３２）、次いで、動き認識部３０において、イベントとして検出した物体の動き検出を行う（ステップＳ３３）。
　次に、制御部６０は、画像センサ２０から出力される画像データを用いて物体認識を行う必要がある否かを判断する（ステップＳ３４）。そして、画像センサ２０の画像データを用いて物体認識を行う必要があると判断した場合、制御部６０は、画像センサ２０から画像データを取得し（ステップＳ３５）、次いで、物体認識部４０において、イベントとして検出した物体の認識処理を行う（ステップＳ３６）。
　制御部６０は、ステップＳ３４の処理で、画像センサ２０の画像データを用いて物体認識を行う必要がない判断した場合は、ステップＳ３６に移行し、イベント検出センサ１０から出力されるイベント信号（イベントデータ）のみを用いて物体認識を行う。
　次に、制御部６０は、物体認識の結果を基に、イベントとして検出した物体が車の一部であるか否かを判断し（ステップＳ３７）、車の一部でなければ、ステップＳ３１に戻って上述した処理を繰り返し、車の一部であれば、物体が画角を占める割合が一定の割合以上であるか否かを判断する（ステップＳ３８）。
　制御部６０は、物体が画角を占める割合が一定の割合未満であれば、ステップＳ３１に戻って上述した処理を繰り返し、一定の割合以上であれば、物体の重心を測定し（ステップＳ３９）、次いで、物体の重心の移動ベクトルを予測し（ステップＳ４０）、次いで、物体の重心の移動ベクトルが、画角の中心に向かっているか否かを判断する（ステップＳ４１）。
　制御部６０は、物体の重心の移動ベクトルが、画角の中心に向かっていると判断した場合、移動ベクトルの大きさが所定の閾値以上であるか否かを判断し（ステップＳ４２）、移動ベクトルの大きさが閾値未満であれば、ステップＳ３１に戻って上述した処理を繰り返す。
　制御部６０は、物体の重心の移動ベクトルが、画角の中心に向かっており、しかも、移動ベクトルの大きさが閾値以上である場合は、自車の前に他車が割り込んだと判定し（ステップＳ４３）、危険な状態が生じたことを警告する警告情報を出力し（ステップＳ４４）、上述した割り込み検知のための一連の処理を終了する。警告情報に基づく、車両制御システム７０００での制御については、実施例１で説明した通りである。
＜実施例３＞
　実施例３は、割り込み相当の状況が発生した場合に、イベント検出センサ１０の特性を制御する例である。実施例２に係る危険予測の流れを図１６のフローチャートに示す。
　ここで、割り込み相当の状況が発生した場合とは、実施例１及び実施例２において割り込みと判定する状況が生じた場合を意味する。また、イベント検出センサ１０の特性としては、イベント検出センサ１０の解像度、又は、イベント検出の検出感度を例示することができる。
　制御部６０は、先ず、イベント検出センサ１０によるイベント検出を行い（ステップＳ５１）、次いで、イベント検出センサ１０内においてイベント検出されたエリアを特定し（ステップＳ５２）、次いで、動き認識部３０において、イベントとして検出した物体の動き検出を行う（ステップＳ５３）。
　次に、制御部６０は、画像センサ２０から出力される画像データを用いて物体認識を行う必要がある否かを判断する（ステップＳ５４）。そして、画像センサ２０の画像データを用いて物体認識を行う必要があると判断した場合、制御部６０は、画像センサ２０から画像データを取得し（ステップＳ５５）、次いで、物体認識部４０において、イベントとして検出した物体の認識処理を行う（ステップＳ５６）。
　制御部６０は、ステップＳ３４の処理で、画像センサ２０の画像データを用いて物体認識を行う必要がない判断した場合は、ステップＳ５６に移行し、イベント検出センサ１０から出力されるイベント信号（イベントデータ）のみを用いて物体認識を行う。
　次に、制御部６０は、物体認識の結果を基に、イベントとして検出した物体が車の一部であるか否かを判断し（ステップＳ５７）、車の一部でなければ、ステップＳ５１に戻って上述した処理を繰り返し、車の一部であれば、物体が画角を占める割合が一定の割合以上であるか否かを判断する（ステップＳ５８）。
　制御部６０は、物体が画角を占める割合が一定の割合未満であれば、ステップＳ５１に戻って上述した処理を繰り返し、一定の割合以上であれば、物体の重心を測定し（ステップＳ５９）、次いで、物体の重心の移動ベクトルを予測し（ステップＳ６０）、次いで、物体の重心の移動ベクトルが、画角の中心に向かっているか否かを判断する（ステップＳ６１）。
　制御部６０は、物体の重心の移動ベクトルが、画角の中心に向かっていると判断した場合、移動ベクトルの大きさが所定の閾値以上であるか否かを判断し（ステップＳ６２）、移動ベクトルの大きさが閾値未満であれば、ステップＳ５１に戻って上述した処理を繰り返す。
　制御部６０は、物体の重心の移動ベクトルが、画角の中心に向かっており、しかも、移動ベクトルの大きさが閾値以上である場合は、他車が割り込むなど、危険な状況にあるものと判断し、イベント検出センサ１０の特性、具体的には、イベント検出センサ１０の解像度、又は、イベント検出の検出感度（イベント検出センサ１０のゲイン）を制御し（ステップＳ６３）、上述したイベント検出センサ１０の特性を制御するための一連の処理を終了する。
　イベント検出センサ１０の解像度の制御については、周知の画素間引き読み出しや画素加算読み出しの技術を適用することによって行うことができる。解像度が相対的に高い高解像度に設定することで、高精度にイベント検出を行うことができ、解像度が相対的に低い低解像度の設定することで、消費電力を低減できる。一例として、車として認識できたエリア（画素エリア）については高解像度に設定し、車として認識できたエリア以外については、低解像度に設定する等の制御を行うことができる。
　また、イベント検出の検出感度の制御については、図４に示すイベント検出部６３の検出閾値を制御することによって行うことができる。より具体的には、イベント検出の検出感度については、図７に示す電流電圧変換部６３１の回路構成、図８に示す減算部６３３の容量比、あるいは、量子化部６３４の閾値電圧Ｖthを変えることによって制御することができる。
≪変形例≫
　以上、本開示に係る技術について、好ましい実施形態に基づき説明したが、本開示に係る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撮像システムの構成、構造は例示であっ、変更することができる。例えば、上記の実施形態では、受光部６１毎に画素信号生成部６２を設けて画素１１を構成するとしたが、複数の受光部６１を単位としてブロック化し、各画素ブロックに画素信号生成部６２を１つずつ設けて、当該画素信号生成部６２を画素ブロック内の複数の受光部６１間で共有する構成とすることもできる。
　また、上記の実施形態では、物体の移動ベクトルを物体の重心の移動ベクトルとして算出するとしたが、これに限られるものではなく、物体として認識された領域内の移動ベクトルの平均を物体の移動ベクトルとして算出するようにしてもよい。
　また、上記の実施形態では、イベント検出センサ１０及び画像センサ２０を共に備える撮像システムについて説明したが、イベント検出センサ１０が出力するイベント信号（イベントデータ）のみを用いて、イベントとして検出した物体の認識処理を行うことができる場合は、必ずしも、画像センサ２０を備える必要はない。
　また、本開示の実施形態に係る変形例として、図１７に示す構成とすることもできる。すなわち、図１に示す撮像システム１における一部の機能、例えば、オペレーションパターン定義部７０及び記録部８０の機能を車両制御システム７０００に持たせた撮像システムの構成とすることもできる。
≪本開示に係る技術の適用例≫
　本開示に係る技術は、様々な製品に適用することができる。以下に、より具体的な適用例について説明する。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット、建設機械、農業機械（トラクター）などのいずれかの種類の移動体に搭載される撮像システムとして実現されてもよい。
＜移動体＞
　図１８は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システム７０００の概略的な構成例を示すブロック図である。車両制御システム７０００は、通信ネットワーク７０１０を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図１８に示した例では、車両制御システム７０００は、駆動系制御ユニット７１００、ボディ系制御ユニット７２００、バッテリ制御ユニット７３００、車外情報検出ユニット７４００、車内情報検出ユニット７５００、及び統合制御ユニット７６００を備える。これらの複数の制御ユニットを接続する通信ネットワーク７０１０は、例えば、ＣＡＮ（Controller　Area　Network）、ＬＩＮ（Local　Interconnect　Network）、ＬＡＮ（Local　Area　Network）又はＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）等の任意の規格に準拠した車載通信ネットワークであってよい。
　各制御ユニットは、各種プログラムにしたがって演算処理を行うマイクロコンピュータと、マイクロコンピュータにより実行されるプログラム又は各種演算に用いられるパラメータ等を記憶する記憶部と、各種制御対象の装置を駆動する駆動回路とを備える。各制御ユニットは、通信ネットワーク７０１０を介して他の制御ユニットとの間で通信を行うためのネットワークＩ／Ｆを備えるとともに、車内外の装置又はセンサ等との間で、有線通信又は無線通信により通信を行うための通信Ｉ／Ｆを備える。図１８では、統合制御ユニット７６００の機能構成として、マイクロコンピュータ７６１０、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０、音声画像出力部７６７０、車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０及び記憶部７６９０が図示されている。他の制御ユニットも同様に、マイクロコンピュータ、通信Ｉ／Ｆ及び記憶部等を備える。
　駆動系制御ユニット７１００は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット７１００は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。駆動系制御ユニット７１００は、ＡＢＳ（Antilock　Brake　System）又はＥＳＣ（Electronic　Stability　Control）等の制御装置としての機能を有してもよい。
　駆動系制御ユニット７１００には、車両状態検出部７１１０が接続される。車両状態検出部７１１０には、例えば、車体の軸回転運動の角速度を検出するジャイロセンサ、車両の加速度を検出する加速度センサ、あるいは、アクセルペダルの操作量、ブレーキペダルの操作量、ステアリングホイールの操舵角、エンジン回転数又は車輪の回転速度等を検出するためのセンサのうちの少なくとも一つが含まれる。駆動系制御ユニット７１００は、車両状態検出部７１１０から入力される信号を用いて演算処理を行い、内燃機関、駆動用モータ、電動パワーステアリング装置又はブレーキ装置等を制御する。
　ボディ系制御ユニット７２００は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット７２００は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット７２００には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット７２００は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
　バッテリ制御ユニット７３００は、各種プログラムにしたがって駆動用モータの電力供給源である二次電池７３１０を制御する。例えば、バッテリ制御ユニット７３００には、二次電池７３１０を備えたバッテリ装置から、バッテリ温度、バッテリ出力電圧又はバッテリの残存容量等の情報が入力される。バッテリ制御ユニット７３００は、これらの信号を用いて演算処理を行い、二次電池７３１０の温度調節制御又はバッテリ装置に備えられた冷却装置等の制御を行う。
　車外情報検出ユニット７４００は、車両制御システム７０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット７４００には、撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０のうちの少なくとも一方が接続される。撮像部７４１０には、ＴｏＦ（Time　Of　Flight）カメラ、ステレオカメラ、単眼カメラ、赤外線カメラ及びその他のカメラのうちの少なくとも一つが含まれる。車外情報検出部７４２０には、例えば、現在の天候又は気象を検出するための環境センサ、あるいは、車両制御システム７０００を搭載した車両の周囲の他の車両、障害物又は歩行者等を検出するための周囲情報検出センサのうちの少なくとも一つが含まれる。
　環境センサは、例えば、雨天を検出する雨滴センサ、霧を検出する霧センサ、日照度合いを検出する日照センサ、及び降雪を検出する雪センサのうちの少なくとも一つであってよい。周囲情報検出センサは、超音波センサ、レーダ装置及びＬＩＤＡＲ（Light　Detection　and　Ranging、Laser　Imaging　Detection　and　Ranging）装置のうちの少なくとも一つであってよい。これらの撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０は、それぞれ独立したセンサないし装置として備えられてもよいし、複数のセンサないし装置が統合された装置として備えられてもよい。
　ここで、図１９は、撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０の設置位置の例を示す。撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６，７９１８は、例えば、車両７９００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部のうちの少なくとも一つの位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部７９１０及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部７９１８は、主として車両７９００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部７９１２，７９１４は、主として車両７９００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部７９１６は、主として車両７９００の後方の画像を取得する。車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部７９１８は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
　尚、図１９には、それぞれの撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲ａは、フロントノーズに設けられた撮像部７９１０の撮像範囲を示し、撮像範囲ｂ，ｃは、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部７９１２，７９１４の撮像範囲を示し、撮像範囲ｄは、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部７９１６の撮像範囲を示す。例えば、撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両７９００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
　車両７９００のフロント、リア、サイド、コーナ及び車室内のフロントガラスの上部に設けられる車外情報検出部７９２０，７９２２，７９２４，７９２６，７９２８，７９３０は、例えば超音波センサ又はレーダ装置であってよい。車両７９００のフロントノーズ、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部に設けられる車外情報検出部７９２０，７９２６，７９３０は、例えばＬＩＤＡＲ装置であってよい。これらの車外情報検出部７９２０～７９３０は、主として先行車両、歩行者又は障害物等の検出に用いられる。
　図１８に戻って説明を続ける。車外情報検出ユニット７４００は、撮像部７４１０に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像データを受信する。また、車外情報検出ユニット７４００は、接続されている車外情報検出部７４２０から検出情報を受信する。車外情報検出部７４２０が超音波センサ、レーダ装置又はＬＩＤＡＲ装置である場合には、車外情報検出ユニット７４００は、超音波又は電磁波等を発信させるとともに、受信された反射波の情報を受信する。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、降雨、霧又は路面状況等を認識する環境認識処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、車外の物体までの距離を算出してもよい。
　また、車外情報検出ユニット７４００は、受信した画像データに基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等を認識する画像認識処理又は距離検出処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した画像データに対して歪補正又は位置合わせ等の処理を行うとともに、異なる撮像部７４１０により撮像された画像データを合成して、俯瞰画像又はパノラマ画像を生成してもよい。車外情報検出ユニット７４００は、異なる撮像部７４１０により撮像された画像データを用いて、視点変換処理を行ってもよい。
　車内情報検出ユニット７５００は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット７５００には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部７５１０が接続される。運転者状態検出部７５１０は、運転者を撮像するカメラ、運転者の生体情報を検出する生体センサ又は車室内の音声を集音するマイク等を含んでもよい。生体センサは、例えば、座面又はステアリングホイール等に設けられ、座席に座った搭乗者又はステアリングホイールを握る運転者の生体情報を検出する。車内情報検出ユニット７５００は、運転者状態検出部７５１０から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。車内情報検出ユニット７５００は、集音された音声信号に対してノイズキャンセリング処理等の処理を行ってもよい。
　統合制御ユニット７６００は、各種プログラムにしたがって車両制御システム７０００内の動作全般を制御する。統合制御ユニット７６００には、入力部７８００が接続されている。入力部７８００は、例えば、タッチパネル、ボタン、マイクロフォン、スイッチ又はレバー等、搭乗者によって入力操作され得る装置によって実現される。統合制御ユニット７６００には、マイクロフォンにより入力される音声を音声認識することにより得たデータが入力されてもよい。入力部７８００は、例えば、赤外線又はその他の電波を利用したリモートコントロール装置であってもよいし、車両制御システム７０００の操作に対応した携帯電話又はＰＤＡ（Personal　Digital　Assistant）等の外部接続機器であってもよい。入力部７８００は、例えばカメラであってもよく、その場合搭乗者はジェスチャにより情報を入力することができる。あるいは、搭乗者が装着したウェアラブル装置の動きを検出することで得られたデータが入力されてもよい。さらに、入力部７８００は、例えば、上記の入力部７８００を用いて搭乗者等により入力された情報に基づいて入力信号を生成し、統合制御ユニット７６００に出力する入力制御回路などを含んでもよい。搭乗者等は、この入力部７８００を操作することにより、車両制御システム７０００に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりする。
　記憶部７６９０は、マイクロコンピュータにより実行される各種プログラムを記憶するＲＯＭ（Read　Only　Memory）、及び各種パラメータ、演算結果又はセンサ値等を記憶するＲＡＭ（Random　Access　Memory）を含んでいてもよい。また、記憶部７６９０は、ＨＤＤ（Hard　Disc　Drive）等の磁気記憶デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス又は光磁気記憶デバイス等によって実現してもよい。
　汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、外部環境７７５０に存在する様々な機器との間の通信を仲介する汎用的な通信Ｉ／Ｆである。汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、ＧＳＭ（登録商標）（Global　System　of　Mobile　communications）、ＷｉＭＡＸ、ＬＴＥ（Long　Term　Evolution）若しくはＬＴＥ－Ａ（LTE－Advanced）などのセルラー通信プロトコル、又は無線ＬＡＮ（Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）ともいう）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などのその他の無線通信プロトコルを実装してよい。汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、例えば、基地局又はアクセスポイントを介して、外部ネットワーク（例えば、インターネット、クラウドネットワーク又は事業者固有のネットワーク）上に存在する機器（例えば、アプリケーションサーバ又は制御サーバ）へ接続してもよい。また、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、例えばＰ２Ｐ（Peer　To　Peer）技術を用いて、車両の近傍に存在する端末（例えば、運転者、歩行者若しくは店舗の端末、又はＭＴＣ（Machine　Type　Communication）端末）と接続してもよい。
　専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、車両における使用を目的として策定された通信プロトコルをサポートする通信Ｉ／Ｆである。専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、例えば、下位レイヤのＩＥＥＥ８０２．１１ｐと上位レイヤのＩＥＥＥ１６０９との組合せであるＷＡＶＥ（Wireless　Access　in　Vehicle　Environment）、ＤＳＲＣ（Dedicated　Short　Range　Communications）、又はセルラー通信プロトコルといった標準プロトコルを実装してよい。専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、典型的には、車車間（Vehicle　to　Vehicle）通信、路車間（Vehicle　to　Infrastructure）通信、車両と家との間（Vehicle　to　Home）の通信及び歩車間（Vehicle　to　Pedestrian）通信のうちの１つ以上を含む概念であるＶ２Ｘ通信を遂行する。
　測位部７６４０は、例えば、ＧＮＳＳ（Global　Navigation　Satellite　System）衛星からのＧＮＳＳ信号（例えば、ＧＰＳ（Global　Positioning　System）衛星からのＧＰＳ信号）を受信して測位を実行し、車両の緯度、経度及び高度を含む位置情報を生成する。尚、測位部７６４０は、無線アクセスポイントとの信号の交換により現在位置を特定してもよく、又は測位機能を有する携帯電話、ＰＨＳ若しくはスマートフォンといった端末から位置情報を取得してもよい。
　ビーコン受信部７６５０は、例えば、道路上に設置された無線局等から発信される電波あるいは電磁波を受信し、現在位置、渋滞、通行止め又は所要時間等の情報を取得する。尚、ビーコン受信部７６５０の機能は、上述した専用通信Ｉ／Ｆ７６３０に含まれてもよい。
　車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、マイクロコンピュータ７６１０と車内に存在する様々な車内機器７７６０との間の接続を仲介する通信インタフェースである。車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＮＦＣ（Near　Field　Communication）又はＷＵＳＢ（Wireless　USB）といった無線通信プロトコルを用いて無線接続を確立してもよい。また、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、図示しない接続端子（及び、必要であればケーブル）を介して、ＵＳＢ（Universal　Serial　Bus）、ＨＤＭＩ（登録商標）（High-Definition　Multimedia　Interface）、又はＭＨＬ（Mobile　High-definition　Link）等の有線接続を確立してもよい。車内機器７７６０は、例えば、搭乗者が有するモバイル機器若しくはウェアラブル機器、又は車両に搬入され若しくは取り付けられる情報機器のうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。また、車内機器７７６０は、任意の目的地までの経路探索を行うナビゲーション装置を含んでいてもよい。車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、これらの車内機器７７６０との間で、制御信号又はデータ信号を交換する。
　車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０は、マイクロコンピュータ７６１０と通信ネットワーク７０１０との間の通信を仲介するインタフェースである。車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０は、通信ネットワーク７０１０によりサポートされる所定のプロトコルに則して、信号等を送受信する。
　統合制御ユニット７６００のマイクロコンピュータ７６１０は、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０及び車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０のうちの少なくとも一つを介して取得される情報に基づき、各種プログラムにしたがって、車両制御システム７０００を制御する。例えば、マイクロコンピュータ７６１０は、取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット７１００に対して制御指令を出力してもよい。例えば、マイクロコンピュータ７６１０は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Advanced　Driver　Assistance　System）の機能実現を目的とした協調制御を行ってもよい。また、マイクロコンピュータ７６１０は、取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行ってもよい。
　マイクロコンピュータ７６１０は、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０及び車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０のうちの少なくとも一つを介して取得される情報に基づき、車両と周辺の構造物や人物等の物体との間の３次元距離情報を生成し、車両の現在位置の周辺情報を含むローカル地図情報を作成してもよい。また、マイクロコンピュータ７６１０は、取得される情報に基づき、車両の衝突、歩行者等の近接又は通行止めの道路への進入等の危険を予測し、警告用信号を生成してもよい。警告用信号は、例えば、警告音を発生させたり、警告ランプを点灯させたりするための信号であってよい。
　音声画像出力部７６７０は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図１８の例では、出力装置として、オーディオスピーカ７７１０、表示部７７２０及びインストルメントパネル７７３０が例示されている。表示部７７２０は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。表示部７７２０は、ＡＲ（Augmented　Reality）表示機能を有していてもよい。出力装置は、これらの装置以外の、ヘッドホン、搭乗者が装着する眼鏡型ディスプレイ等のウェアラブルデバイス、プロジェクタ又はランプ等の他の装置であってもよい。出力装置が表示装置の場合、表示装置は、マイクロコンピュータ７６１０が行った各種処理により得られた結果又は他の制御ユニットから受信された情報を、テキスト、イメージ、表、グラフ等、様々な形式で視覚的に表示する。また、出力装置が音声出力装置の場合、音声出力装置は、再生された音声データ又は音響データ等からなるオーディオ信号をアナログ信号に変換して聴覚的に出力する。
　尚、図１８に示した例において、通信ネットワーク７０１０を介して接続された少なくとも二つの制御ユニットが一つの制御ユニットとして一体化されてもよい。あるいは、個々の制御ユニットが、複数の制御ユニットにより構成されてもよい。さらに、車両制御システム７０００が、図示されていない別の制御ユニットを備えてもよい。また、上記の説明において、いずれかの制御ユニットが担う機能の一部又は全部を、他の制御ユニットに持たせてもよい。つまり、通信ネットワーク７０１０を介して情報の送受信がされるようになっていれば、所定の演算処理が、いずれかの制御ユニットで行われるようになってもよい。同様に、いずれかの制御ユニットに接続されているセンサ又は装置が、他の制御ユニットに接続されるとともに、複数の制御ユニットが、通信ネットワーク７０１０を介して相互に検出情報を送受信してもよい。
　以上、本開示に係る技術が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、例えば、撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６，７９１８等に適用され得る。具体的には、これらの撮像部に対して、本開示の撮像システムを適用することができる。本開示の撮像システムは、走行中に突然、他の車両が自車の前に割り込む等の危険な状態をあらかじめ予測することができるため、衝突事故等を未然に防止し、安全な車両走行の維持に寄与することが可能となる。
＜本開示がとることができる構成＞
　尚、本開示は、以下のような構成をとることもできる。
≪Ａ．撮像システム≫
［Ａ－１］イベントを検出するイベント検出センサ、
　イベント検出センサから出力されるイベント信号に基づいて、イベントとして検出された物体の認識処理を行う物体認識部、
　物体認識部の認識結果を基に、物体の動きベクトルを推定する動きベクトル推定部、及び、
　動きベクトル推定部の推定結果を基に、危険な状態が生じたことを警告する警告情報を出力する制御部を備える、
　撮像システム。
［Ａ－２］イベント検出センサは、入射光を光電変換する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非同期型の撮像装置から成る、
　上記［Ａ－１］に記載の撮像システム。
［Ａ－３］移動体に搭載されて用いられる、
　上記［Ａ－２］に記載の撮像システム。
［Ａ－４］動きベクトル推定部は、撮像フレーム間で動きベクトルを検出して、画面内での物体の動きを推定する、
　上記［Ａ－１］乃至上記［Ａ－３］のいずれかに記載の撮像システム。
［Ａ－５］所定のフレームレートで撮像を行う画像センサを備える、
　上記［Ａ－１］乃至上記［Ａ－４］のいずれかに記載の撮像システム。
［Ａ－６］物体認識部は、画像センサから出力されるフレーム形式の画像データを用いてイベントの認識処理を行う、
　上記［Ａ－５］に記載の撮像システム。
［Ａ－７］制御部は、車両の割り込みを、危険な状態と判断する、
　上記［Ａ－１］乃至上記［Ａ－６］のいずれかに記載の撮像システム。
［Ａ－８］制御部は、物体の重心の移動ベクトルに基づいて車両の割り込みを検知する、
　上記［Ａ－７］に記載の撮像システム。
［Ａ－９］制御部は、物体の重心の移動ベクトルが画角の中心に向かっており、移動ベクトルの大きさが所定の閾値のとき、車両の割り込みを検知する、
　上記［Ａ－８］に記載の撮像システム。
［Ａ－１０］制御部は、物体がイベント検出センサの画角を占める割合、及び、物体の重心の移動ベクトルに基づいて車両の割り込みを検知する、
　上記［Ａ－７］に記載の撮像システム。
［Ａ－１１］制御部は、物体がイベント検出センサの画角を占める割合が一定の割合以上で、物体の重心の移動ベクトルが画角の中心に向かっており、移動ベクトルの大きさが所定の閾値のとき、車両の割り込みを検知する、
　上記［Ａ－１０］に記載の撮像システム。
［Ａ－１２］制御部は、物体がイベント検出センサの画角を占める割合が一定の割合以上で、物体の重心の移動ベクトルが画角の中心に向かっており、移動ベクトルの大きさが所定の閾値のとき、イベント検出センサの特性を制御する、
　上記［Ａ－１］乃至上記［Ａ－６］のいずれかに記載の撮像システム。
［Ａ－１３］イベント検出センサの特性は、イベント検出センサの解像度である、
　上記［Ａ－１２］に記載の撮像システム。
［Ａ－１４］イベント検出センサの特性は、イベント検出の検出感度である、
　上記［Ａ－１２］に記載の撮像システム。
　１・・・撮像システム、１０・・・イベント検出センサ、１１・・・画素、１２・・・画素アレイ部、１３・・・駆動部、１４・・・アービタ部（調停部）、１５・・・カラム処理部、１６・・・信号処理部、２０・・・画像センサ、２１・・・画素、２２・・・画素アレイ部、２３・・・行選択部、２４・・・定電流源部、２５・・・アナログ－デジタル変換部、２６・・・水平転送走査部、２７・・・信号処理部、２８・・・タイミング制御部、３０・・・動き認識部、４０・・・物体認識部、５０・・・動きベクトル推定部、６０・・・制御部、７０・・・オペレーションパターン定義部、８０・・・記録部、９０・・・インタフェース

Claims (14)

  1. 　イベントを検出するイベント検出センサ、
    　イベント検出センサから出力されるイベント信号に基づいて、イベントとして検出された物体の認識処理を行う物体認識部、
    　物体認識部の認識結果を基に、物体の動きベクトルを推定する動きベクトル推定部、及び、
    　動きベクトル推定部の推定結果を基に、危険な状態が生じたことを警告する警告情報を出力する制御部を備える、
    　撮像システム。
  2. 　イベント検出センサは、入射光を光電変換する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非同期型の撮像装置から成る、
    　請求項１に記載の撮像システム。
  3. 　移動体に搭載されて用いられる、
    　請求項２に記載の撮像システム。
  4. 　動きベクトル推定部は、撮像フレーム間で動きベクトルを検出して、画面内での物体の動きを推定する、
    　請求項１に記載の撮像システム。
  5. 　所定のフレームレートで撮像を行う画像センサを備える、
    　請求項１に記載の撮像システム。
  6. 　物体認識部は、画像センサから出力されるフレーム形式の画像データを用いてイベントの認識処理を行う、
    　請求項５に記載の撮像システム。
  7. 　制御部は、車両の割り込みを、危険な状態と判断する、
    　請求項１に記載の撮像システム。
  8. 　制御部は、物体の重心の移動ベクトルに基づいて車両の割り込みを検知する、
    　請求項７に記載の撮像システム。
  9. 　制御部は、物体の重心の移動ベクトルが画角の中心に向かっており、移動ベクトルの大きさが所定の閾値のとき、車両の割り込みを検知する、
    　請求項８に記載の撮像システム。
  10. 　制御部は、物体がイベント検出センサの画角を占める割合、及び、物体の重心の移動ベクトルに基づいて車両の割り込みを検知する、
    　請求項７に記載の撮像システム。
  11. 　制御部は、物体がイベント検出センサの画角を占める割合が一定の割合以上で、物体の重心の移動ベクトルが画角の中心に向かっており、移動ベクトルの大きさが所定の閾値のとき、車両の割り込みを検知する、
    　請求項１０に記載の撮像システム。
  12. 　制御部は、物体がイベント検出センサの画角を占める割合が一定の割合以上で、物体の重心の移動ベクトルが画角の中心に向かっており、移動ベクトルの大きさが所定の閾値のとき、イベント検出センサの特性を制御する、
    　請求項１に記載の撮像システム。
  13. 　イベント検出センサの特性は、イベント検出センサの解像度である、
    　請求項１２に記載の撮像システム。
  14. 　イベント検出センサの特性は、イベント検出の検出感度である、
    　請求項１２に記載の撮像システム。
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