JP2022524359A - 飛行時間型画像センサのための処理回路および方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、距離dを隔てて配置された対象物102を撮像するように構成されたTOFイメージングシステム101を示している。TOFイメージングシステム101は、対象物102に向かって放射光波120を発生するように構成された光発生器111と、対象物102からの反射光波130を受信するように構成された画像センサ112とを含む。放射光波120は、周期的な波形を有する場合がある。画像センサ112は、入射光を信号に変換させることができる任意のデバイスであってよい。例えば、画像センサは、相補型金属酸化物半導体(Complementary Metal-Oxide Semiconductor:CMOS)画像センサ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor Image Sensor:CIS)、電荷結合素子(Charge-Coupled Device:CCD)などであってよい。TOFイメージングシステム101は、さらに後述するように、飛行時間処理の1つまたは複数の例を実施するために動作する場合がある制御部113(例えば、CPU)、メモリ114などの距離決定回路をさらに含む場合がある。
奥行きマップを(例えば、図1に関して前述したように)計算するために、画像センサ112から、制御部113に実際の信号AおよびBを出力することは必須ではない。その代わりに、これらの値のそれぞれを処理し、信号AおよびBの種々の算術的な組み合わせを選択的に生成することが可能である。このプロセスは、画像センサ自体の内部の処理回路で、例えば、図2に示されているTOF処理回路234で、好ましくは実施される。具体的には、TOF処理回路234は、信号AおよびBを受信し、かつ、信号A-Bの差、信号A+Bの組み合わせ、最大信号Max(A、B)、信号A、または信号B、のうち1つまたは複数を選択的に出力するように構成される場合がある。これらの出力の一例を、図4に示す。
図2から6は、1つの比較器が、タップごとに設けられているイメージングシステムを示している(この場合、2つの比較器が画素列ごとに設けられる)が、1つの比較器が、2つのタップごとに設けられているイメージングシステムを使用して、上記の操作を実装することも可能である(この場合、1つの比較器が画素列ごとに設けられる)。図7は、この原理を利用する本開示の種々の態様による例示的画像センサ700を示しており、また、図1に示されている画像センサ112の別の例である場合がある。
本明細書に記載のプロセス、システム、方法、発見的手法などに関して、かかるプロセスのステップなどが、ある特定の順序付けられたシーケンスに従って行われると説明してきたが、かかるプロセスは、本明細書に記載の順序以外の順序で記載のステップが実施される状態で行うことができることを理解すべきである。さらに、ある特定のステップが同時に実施され、他のステップが追加され、または本明細書に記載の特定のステップが省略され得ることも理解すべきである。言い換えると、本明細書のプロセスの解説は、ある特定の実施形態を説明する目的で提供されるものであり、いかなる場合も特許請求の範囲を限定すると解釈されるべきではない。
Claims (20)
- 飛行時間型センサであって、
複数の画素回路を含む画素アレイであって、前記複数の画素回路のそれぞれが、第1タップ信号を出力するように構成された第1タップ出力および第2タップ信号を出力するように構成された第2タップ出力を含む、画素アレイと、
前記第1タップ信号および前記第2タップ信号で少なくとも1つの論理操作を実施するように構成された飛行時間型処理回路、および前記飛行時間型処理回路の出力に基づいてデジタル信号を出力するように構成されたカウンタを含む、信号処理回路と、
を備える、飛行時間型センサ。 - 前記飛行時間型処理回路は、前記信号処理回路のモードに基づいて飛行時間決定信号を出力するように構成される、請求項1に記載の飛行時間型センサ。
- 前記モードは、前記飛行時間決定信号が前記第1タップ信号に対応する第1タップモード、前記飛行時間決定信号が前記第2タップ信号に対応する第2タップモード、前記飛行時間決定信号が前記第1タップ信号または前記第2タップ信号のうち大きい方に対応する最大タップモード、前記飛行時間決定信号が前記第1タップ信号と前記第2タップ信号との合計に対応する合計タップモード、または前記飛行時間決定信号が前記第1タップ信号と前記第2タップ信号との差異に対応する差異タップモード、のうち少なくとも1つである、請求項2に記載の飛行時間型センサ。
- 前記飛行時間型処理回路は、制御信号に基づいてモードを選択するように構成されたマルチプレクサを含む、請求項1に記載の飛行時間型センサ。
- 前記飛行時間型処理回路は、前記第1タップ信号を受信するように構成された第1比較器と、前記第2タップ信号を受信するように構成された第2比較器とを含む、請求項1に記載の飛行時間型センサ。
- 前記飛行時間型処理回路は、前記第1タップ信号または前記第2タップ信号を選択的に受信するように構成された比較器を含む、請求項1に記載の飛行時間型センサ。
- 光波を放射するように構成された光発生器をさらに備える、請求項1に記載の飛行時間型センサ。
- 前記光波は、周期的な波形を有する、請求項7に記載の飛行時間型センサ。
- 前記複数の画素回路の前記それぞれは、対象物から反射される前記光波の第1の量に基づいて前記第1タップ信号を生成し、前記対象物から反射される前記光波の第2の量に基づいて前記第2タップ信号を生成するように構成される、請求項7に記載の飛行時間型センサ。
- 前記複数の画素回路の前記それぞれは、時間分割方式で、前記第1タップ信号および前記第2タップ信号を生成するように構成される、請求項1に記載の飛行時間型センサ。
- 複数の画素回路を含む画素アレイであって、前記複数の画素回路のそれぞれが第1タップ出力および第2タップ出力を含む、画素アレイと、信号処理回路とを備える飛行時間型センサを操作する方法であって、
前記第1タップ出力によって第1タップ信号を出力することと、前記第2タップ出力によって第2タップ信号を出力することと、
前記信号処理回路の飛行時間型処理回路によって前記第1タップ出力および前記第2タップ出力で少なくとも1つの論理操作を実施することと、
前記信号処理回路のカウンタによって前記飛行時間型処理回路の出力に基づいてデジタル信号を出力することと、
を含む、方法。 - 前記飛行時間型処理回路によって前記信号処理回路のモードに基づいて飛行時間決定信号を出力すること、をさらに含む、請求項11に記載の方法。
- 前記モードは、前記飛行時間決定信号が前記第1タップ信号に対応する第1タップモード、前記飛行時間決定信号が前記第2タップ信号に対応する第2タップモード、前記飛行時間決定信号が前記第1タップ信号または前記第2タップ信号のうち大きい方に対応する最大タップモード、前記飛行時間決定信号が前記第1タップ信号と前記第2タップ信号との合計に対応する合計タップモード、または前記飛行時間決定信号が前記第1タップ信号と前記第2タップ信号との差異に対応する差異タップモード、のうち少なくとも1つである、請求項12に記載の方法。
- 前記飛行時間型処理回路のマルチプレクサによって制御信号に基づいてモードを選択すること、をさらに含む、請求項11に記載の方法。
- 前記飛行時間型処理回路の第1比較器によって前記第1タップ信号を受信することと、
前記飛行時間型処理回路の第2比較器によって前記第2タップ信号を受信することと、
をさらに含む、請求項11に記載の方法。 - 前記飛行時間型処理回路の比較器によって前記第1タップ信号および前記第2タップ信号を受信すること、をさらに含む、請求項11に記載の方法。
- 前記飛行時間型イメージングデバイスは、光発生器をさらに備え、前記方法は、
前記光発生器によって光波を放射すること、を含む、請求項11に記載の方法。 - 前記光波は、周期的な波形を有する、請求項17に記載の方法。
- 前記複数の画素回路の前記それぞれは、対象物から反射される前記光波の第1の量に基づいて前記第1タップ信号を生成し、前記対象物から反射される前記光波の第2の量に基づいて前記第2タップ信号を生成するように構成される、請求項17に記載の方法。
- 前記複数の画素回路の前記それぞれは、時間分割方式で、前記第1タップ信号および前記第2タップ信号を生成するように構成される、請求項11に記載の方法。
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