JP6806494B2 - 撮像装置、撮像システム、移動体及び撮像装置の駆動方法 - Google Patents
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Description
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本実施形態における撮像システムの構成を示すブロック図である。本実施形態による撮像システムは、特に限定されるものではないが、例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルカムコーダ、カメラヘッド、複写機、ファックス、携帯電話、車載カメラ、観測衛星等に適用可能である。
第1実施形態においては、時刻t1において、全ての測距用画素のリセットが同時に行われている。この場合、測距用画素が含まれる行を複数個選択し、複数の行を順に読み出すと、複数の行の読み出し時刻が異なる時刻となる。そのため、行ごとに蓄積時間T2の長さが異なり、測距の精度に影響を及ぼす。第2実施形態は、測距用画素を読み出す行が複数である場合においても、蓄積時間T2の長さを一定とすることで測距の精度をより向上し得る撮像装置を提供する。
瞳702と瞳703が並ぶ向きは撮像装置100の構成により定まる。そのため、第1実施形態及び第2実施形態において、位相差検出方式による測距を行うための検出方向は一定であることが前提となっていた。
図11(A)及び図11(B)は、車戴カメラに関する撮像システムの一例を示したものである。撮像システム2000は、上述した実施形態の撮像装置2010を有する。撮像システム2000は、撮像装置2010により取得された複数の画像データに対し、画像処理を行う画像処理部2030と、撮像システム2000により取得された複数の画像データから視差(視差画像の位相差)の算出を行う視差算出部2040を有する。また、撮像システム2000は、算出された視差に基づいて対象物までの距離を算出する距離計測部2050と、算出された距離に基づいて衝突可能性があるか否かを判定する衝突判定部2060と、を有する。ここで、視差算出部2040や距離計測部2050は、対象物までの距離情報を取得する距離情報取得手段の一例である。すなわち、距離情報とは、視差、デフォーカス量、対象物までの距離等に関する情報である。衝突判定部2060はこれらの距離情報のいずれかを用いて、衝突可能性を判定してもよい。距離情報取得手段は、専用に設計されたハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアモジュールによって実現されてもよい。また、FPGA(Field Programmable Gate Array)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)等によって実現されてもよいし、これらの組合せによって実現されてもよい。
なお、上述の実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。例えば、いずれかの実施形態の一部の構成を、他の実施形態に追加した実施形態、あるいは他の実施形態の一部の構成と置換した実施形態も本発明の適用された実施形態であると理解されるべきである。
112 測距用画素配置行
120 画素
Claims (16)
- 撮像用信号及び測距用信号の少なくとも1つを各々が出力する複数の画素と、制御回路とを有し、
前記制御回路は、前記複数の画素のうちの第1の画素群の前記画素から前記撮像用信号を読み出す第1の読み出し動作と、
前記第1の読み出し動作の後であって、次に前記撮像用信号を取得するための読み出し動作が行われる前において、前記複数の画素のうちの第2の画素群の前記画素から前記測距用信号を読み出す第2の読み出し動作と、を行い、
前記第1の読み出し動作で読み出された前記撮像用信号に基づいて、前記複数の画素から前記第2の画素群が選択され、
前記第2の画素群に含まれる画素を含み、複数行に配された少なくとも2つの画素が光電変換による電荷の蓄積を同時に開始することを特徴とする撮像装置。 - 前記第1の読み出し動作において、前記複数の画素のうちの第3の画素群の前記画素からは前記撮像用信号の読み出しが行われず、
前記第3の画素群の前記画素は、前記第1の読み出し動作が完了する前に光電変換による電荷の蓄積を開始し、
前記第2の画素群は、前記第3の画素群の中から選択される
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記第3の画素群に対応する前記撮像用信号は、前記第1の読み出し動作により得られた前記撮像用信号を用いた補間により得られる
ことを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。 - 前記第3の画素群は、第4の画素群及び第5の画素群を含み、
前記第4の画素群に含まれる前記画素が同時に光電変換による電荷の蓄積を開始し、
前記第5の画素群に含まれる前記画素が、前記第4の画素群に含まれる前記画素の光電変換による電荷の蓄積の開始後に同時に光電変換による電荷の蓄積を開始する
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の撮像装置。 - 前記複数の画素は、複数の行及び複数の列をなすように配置されており、
前記第3の画素群は、前記複数の画素のうちの複数の行に対応する領域に配置された前記画素で構成された群である
ことを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記第2の画素群は、前記第3の画素群のうちの一部の行に対応する領域に配置された前記画素で構成された群である
ことを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。 - 前記第2の画素群は、前記第3の画素群のうちの一部の行かつ一部の列に対応する領域に配置された前記画素で構成された群である
ことを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。 - 前記測距用信号は位相差検出による測距に用いられる信号であり、
前記位相差検出における検出方向は、前記第1の読み出し動作で読み出された前記撮像用信号に基づいて、選択される
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記位相差検出における前記検出方向の選択は、前記第1の読み出し動作で読み出された前記撮像用信号から得られた射影データに基づいて行われる
ことを特徴とする請求項8に記載の撮像装置。 - 前記位相差検出における前記検出方向の選択は、前記第1の読み出し動作で読み出された前記撮像用信号を2次元フーリエ変換して得られた空間周波数スペクトルに基づいて行われる
ことを特徴とする請求項8に記載の撮像装置。 - 前記第1の画素群の前記画素の光電変換による電荷の蓄積が開始された後、前記撮像用信号が読み出されるまでの第1の蓄積時間と、前記第2の画素群の前記画素の電荷の光電変換による蓄積が開始された後、前記測距用信号が読み出されるまでの第2の蓄積時間とが同一の長さである
ことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 撮像用信号及び位相差検出による測距に用いられる信号である測距用信号の少なくとも1つを各々が出力する複数の画素を有し、
前記複数の画素のそれぞれは1つのマイクロレンズを有し、
前記複数の画素のうちの第1の画素群の前記画素から前記撮像用信号を読み出す第1の読み出し動作と、
前記第1の読み出し動作の後であって、次に前記撮像用信号を取得するための読み出し動作が行われる前において、前記複数の画素のうち、複数行複数列に配された複数の光電変換部を含む画素である第2の画素群の前記画素から前記測距用信号を読み出す第2の読み出し動作と
を行う撮像装置であって、
前記第1の読み出し動作で読み出された前記撮像用信号に基づいて、前記複数の画素からの前記第2の画素群の選択と、前記第2の画素群の1つの画素が有する複数の光電変換部の中からの、前記測距用信号が基づく信号として個別に信号を取得する少なくとも2つの光電変換部の選択とが行われることを特徴とする撮像装置。 - 請求項1乃至12のいずれか1項に記載の撮像装置と、
前記撮像装置から出力される信号を処理する信号処理部と、
を有する撮像システム。 - 撮像用信号及び測距用信号の少なくとも1つを各々が出力する複数の画素を有する撮像装置の駆動方法であって、
前記複数の画素のうちの第1の画素群の前記画素から前記撮像用信号を読み出す第1の読み出し動作と、
前記第1の読み出し動作で読み出された前記撮像用信号に基づいて、前記複数の画素から第2の画素群を選択する選択動作と、
前記第2の画素群に含まれる前記画素を含み、複数行に配された少なくとも2つの画素が光電変換による電荷の蓄積を同時に開始する動作と、
前記第1の読み出し動作の後であって、次に前記撮像用信号を取得するための読み出し動作が行われる前において、前記第2の画素群の前記画素から前記測距用信号を読み出す第2の読み出し動作と、を行うことを特徴とする撮像装置の駆動方法。 - 撮像用信号及び測距用信号の少なくとも1つを各々が出力する複数の画素を有する撮像装置を制御する撮像制御手段を備えた移動体であって、
前記撮像制御手段が、
前記撮像装置に対して、前記複数の画素のうちの第1の画素群の前記画素から前記撮像用信号を読み出す第1の読み出し動作を指示し、
前記撮像装置に対して、前記第1の読み出し動作の後であって、次に前記撮像用信号を取得するための読み出し動作が行われる前において、前記複数の画素のうちの第2の画素群の前記画素から前記測距用信号を読み出す第2の読み出し動作を指示し、
前記第1の読み出し動作で読み出された前記撮像用信号に基づいて、前記複数の画素から前記第2の画素群を選択する、動作を行い、
前記第2の画素群に含まれる画素を含み、複数行に配された少なくとも2つの画素が光電変換による電荷の蓄積を同時に開始することを特徴とする移動体。 - 前記撮像装置からの前記測距用信号に基づいて、対象物までの距離情報を取得する距離情報取得手段と、
前記距離情報に基づいて前記移動体を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする請求項15に記載の移動体。
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