JP2012029130A - 撮像装置及び画像入力装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】距離画像信号とカラー画像信号を同一の撮像素子から得ることができ、しかも、距離画像に対し画素位置ズレのないカラー画像を得ることができる。また、画素毎に測距を行うことで、被写体形状に依存しない距離画像を得ることができる。複数回撮影する必要が無く、動きの早い被写体でもリアルタイムで撮影が可能である。
【選択図】図1
Description
L=c・Δt/2 (1)
第1の光電変換部と、前記第1の光電変換部よりも光の入射方向に対して深い位置に配置された第2の光電変換部とを、光の入射方向に対して重なるように形成した光電変換領域と、
カラー画像を形成するために、前記光電変換領域に入射する光を帯域制限するフィルタ手段と、
所定の周波数で変調された変調光を出射する発光素子と、を有し、
前記発光素子から発光され、被写体から反射した変調光を前記光電変換領域で検出することにより、1回の撮像で、カラー画像を形成するための画素信号と前記被写体までの距離情報とを画素毎に求めることを特徴とする。
B=Wi−Yei
G=Yei−Ri
R=Ri−γ・IR2
B=Wi−Yei
G=Yei−Ri
R=Ri−Ir
Y=α・(Wi+Yei+Ri+Ir)+β・IR2 ・・・(1)
dR=Ri−Ir
dG=Yei−Ri ・・・・・(2)
dB=Wi−Yei
Cb’=dB−Yc
Cr’=dR−Yc ・・・・・(3)
また、輝度信号Yは以下の式で求める。
Yc=0.3dR+0.59dG+0.11dB ・・・(3’)
YcはYで置き換えるが、この時Cb,Crは以下のように計算しなおす。
Cb = Cb’*(Y/Yc)
Cr = Cr’*(Y/Yc)
Y=α’・(Wi+Yei+Ri)+β’・IR2 ・・・(1’)
dR=Ri−γ・IR2
dG=Yei−Ri ・・・・・(2)
dB=Wi−Yei
4、4’ フォトダイオード
8、8A、8B 転送ゲート
11、11A、11B 転送トランジスタ
12、12A、12B 増幅トランジスタ
13、13A、13B 行選択トランジスタ
14、14A、14B リセットトランジスタ
15 垂直走査回路
16 水平走査回路
17、17A、17B 読出し回路
19、19A、19B リセットゲート
21、21’ n型領域ポテンシャル井戸
22 p型領域
101 レンズ
102 撮像部
103 切替/合成部
104 差動演算部
105 距離判定部
106 画像処理部
106a 可視光用露出補正部
106a’ 赤外光用露出補正部
106b 輝度信号生成部
106c 色信号生成部
106d 色空間変換部
106e 露出制御部
107 制御部
108 タイミング制御部
109 変調信号発生器
110 発光素子
F フィルタ
LH 行選択信号線
LV 垂直信号線
MG 画像入力装置
SH1,SH2 サンプルホールド回路
VDD 電源電圧
Claims (11)
- 第1の光電変換部と、前記第1の光電変換部よりも光の入射方向に対して深い位置に配置された第2の光電変換部とを、光の入射方向に対して重なるように形成した光電変換領域と、
カラー画像を形成するために、前記光電変換領域に入射する光を帯域制限するフィルタ手段と、
所定の周波数で変調された変調光を出射する発光素子と、を有し、
前記発光素子から発光され、被写体から反射した変調光を前記光電変換領域で検出することにより、1回の撮像で、カラー画像を形成するための画素信号と前記被写体までの距離情報とを画素毎に求めることを特徴とする撮像装置。 - 前記第1の光電変換部と前記第2の光電変換部のうち少なくとも一方に設けられた、少なくとも2つの蓄積部と、
前記発光素子から出射され、被写体から反射されてきた前記変調光を、前記少なくとも一方の光電変換部で光電変換し、変換された電気信号を所定のタイミングで切り替えて、前記少なくとも2つの蓄積部へ転送する転送手段と、
前記少なくとも2つの蓄積部に蓄積された電気信号の比較演算を行う差動演算部と、
前記差動演算部の比較演算結果に基づいて、被写体までの距離を求める距離判定部とを有することを特徴とする請求項1の撮像装置。 - 前記少なくとも一方の光電変換部は、基板上に設けられた光電変換機能を持った薄膜であることを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。
- 前記フィルタ手段は、前記光電変換領域よりも光の入射側に配置された色フィルタを含み、可視光と赤外光とを含む波長領域の光を入射したときに、前記第1の光電変換部は、前記色フィルタの特性に応じて前記色フィルタを透過した波長帯域の光について光電変換を行い、前記第2の光電変換部は、前記色フィルタと前記第1の光電変換部を通過した光について光電変換を行うことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の撮像装置。
- 前記色フィルタは、可視光と赤外の波長領域の光を透過する画素フィルタWiと、緑色光とそれより長い波長の光を透過する画素フィルタYeiと、赤色光とそれより長い波長の光を透過する画素フィルタRiとを、前記光電変換領域の画素に対応して配置していることを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。
- 前記色フィルタは、更に赤外光の波長領域の光を透過する画素フィルタIrを、前記光電変換領域の画素に対応して配置していることを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。
- 前記光電変換領域は、半導体基板内に前記第1の光電変換部と前記第2の光電変換部が一体的に形成されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の撮像装置。
- 前記光電変換領域は、半導体基板上に前記第1の光電変換部と前記第2の光電変換部がそれぞれ光電変換膜として形成されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の撮像装置。
- 前記光電変換領域は一体的に構成されており、前記第1の光電変換部は、半導体基板上に光電変換膜として形成され、前記第2の光電変換部は前記半導体基板内に形成されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の撮像装置。
- 前記第1の光電変換部は主として可視光の波長帯域の光を光電変換し、前記第2の光電変換部は主として赤外光の波長帯域の光を光電変換することを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の撮像装置。
- 請求項1〜10のいずれかに記載の撮像素子を用いたことを特徴とする画像入力装置。
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