(57)【要約】【課題】異なる距離にある被写体の像の解像度をそれぞれ確保して撮像された画像情報の情報量を低減する。【解決手段】検出領域は、受光面における一部の領域に、予め定められた所定の密度に従って受光部が配置されている第１の検出領域と、受光面における他の領域に配置され、第１の検出領域に受光部が配置されている密度より高い密度に従って受光部が配置されている第２の検出領域と、を備え、第１の検出領域は、予め定められた所定の距離より近い所定の範囲にある被写体の像が結像するように設けられており、第２の検出領域は、予め定められた所定の距離より遠い所定の範囲にある被写体の像が結像するように設けられることを特徴とする。【選択図】図２
2012090163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の像が結像する受光面に配列されている受光部を備える検出領域において検出された該被写体の像を撮像する半導体装置であって、
前記検出領域は、
前記受光面における一部の領域に、予め定められた所定の密度に従って受光部が配置されている第１の検出領域と、
前記受光面における他の領域に配置され、前記第１の検出領域に受光部が配置されている密度より高い密度に従って受光部が配置されている第２の検出領域と、
を備え、
前記第１の検出領域は、
予め定められた所定の距離より近い所定の範囲にある被写体の像が結像するように設けられており、
前記第２の検出領域は、
前記予め定められた所定の距離より遠い所定の範囲にある被写体の像が結像するように設けられる
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記受光部は、
前記受光面において定められる２次元の直交座標系の一方の座標軸において、該一方の座標軸の値に応じた密度で配置される
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記検出領域は、
前記一方の座標軸と直交する他方の座標軸に平行に定められる境界線
を備え、
前記境界線は、
前記一部の領域と前記他の領域との境界を示す
ことを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記境界線は、
複数設けられており、
前記他の領域は、
前記境界線によってさらに分割されている
ことを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記受光部は、
前記他方の座標軸に沿って等間隔に配置される
ことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記受光部は、
前記受光面内の一点を基準に放射状に配置される
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記受光部は、
前記受光した光を検出する受光領域
を備え、
前記受光領域は、
前記受光部が配置されている密度に応じた面積に設定されている
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記受光領域の面積に応じて、前記受光領域によって検出された光量を示す信号の振幅を調整する調整部
を備えることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。
【請求項９】
被写体の像が結像する受光面に配列されている受光部によって検出された該被写体の像を撮像する半導体装置を備える撮像装置であって、
前記受光部は、
前記受光面における一部の領域に、予め定められた所定の密度で配置されている第１の受光部と、
前記受光面の他の領域に配置され、前記第１の受光部が配置されている密度より高い密度で配置されている第２の受光部と、
を備え、
前記一部の領域は、
予め定められた所定の距離より近い所定の範囲にある被写体の像が結像するように設けられており、
前記他の領域は、
前記予め定められた所定の距離より遠い所定の範囲にある被写体の像が結像するように設けられる
ことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置及び撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置は、車両（自車）の前部に搭載され、自車の前方領域を撮像する車載用カメラの用途に用いられる場合がある。このような用途に用いられる撮像装置は、例えば、撮像装置の光学系における光軸中心が水平又は俯角をつけて消失点方向に向けて支持されており、図７に示されるような画像を得る。この画像において、自車に対する距離が近傍の被写体は大きな像、遠方の被写体は小さな像として撮像されている。このように撮像された画像から、路面に描かれている区画線（白線等）や車線上にある障害物を検知する処理が知られている。
【０００３】
このような撮像装置は、光学系によって像が結像され、結像された像を撮像する撮像素子（半導体装置）を備える。撮像装置が備える撮像素子は、図８に示されるように、格子状に配列された画素を備えている。この撮像素子は、格子の間隔が等間隔であることから、画素の配置密度が均一である。この撮像素子によって撮像された画像は、その画像の領域による解像度の差を生じること無く、均一の解像度の信号を得る。そのため、例えば、同じ大きさの被写体の像が異なる大きさで撮像されていても、像の大きさに関係なく同じ解像度の信号に変換される。
【０００４】
また、撮像装置において、撮像素子の撮像面に結像させる段階で、被写体までの距離に応じて変化する被写体の像の大きさをそろえるように補正する技術がある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に示される撮像装置は、被写体の像の大きさをそろえるために、撮像素子の撮像面と光学系（レンズ）の位置関係を、レンズのあおり効果が生ずるように配置している。
また、撮像素子の撮像面の中央部に配置される画素の受光面積を変えることで、受光面における受光量のバラツキを軽減する技術がある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２８５７０１号公報
【特許文献２】特開２００７−２８２０２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、撮像装置が車載用カメラとして用いられる場合、撮像装置から被写体までの距離に応じて、被写体の像の大きさに対する解像度が変化する。つまり、遠方の被写体を基準にして、必要とされる解像度で撮像できるように撮像素子を選択すると、近傍の被写体は過剰に高い解像度によって撮像される。逆に、近傍の被写体を基準にして、必要とされる解像度で撮像できるように撮像素子を選択すると、遠方の被写体の解像度が不足することから、検出範囲が制限されてしまう。このように、被写体の像の大きさに対する解像度が、撮像装置からの距離に応じて大きく変化するため、近傍の被写体は過剰に高い解像度によって撮像されている。
例えは、図７に示すように、同じ大きさの被写体が遠方に位置する場合と、近傍に位置する場合とを対比すると、同じ大きさの対象物を撮像した場合であっても、それぞれの被写体の像を撮像する際に必要とされる画素数に数倍の差が生じる場合がある。
撮像素子の解像度を高めた結果、撮像素子の大きさを大きくしたり、微細な製造プロセスを必要としたりする。また、画素数が増加することから、撮像された画像の情報量が増大し、情報の転送時間が増加したり、高速にデータを処理することが必要になる。
このように、撮像素子の解像度は、撮像素子及び周辺回路のコスト、データ処理量などに影響を与えることから、過剰に高めることは望ましくない。
【０００７】
そこで本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、異なる距離にある被写体の像の解像度をそれぞれ確保して撮像された画像情報の情報量を低減（被写体までの距離に依存する被写体の像の大きさに対する解像度の変化量を低減）することができる半導体装置及び撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
［１］上記の課題を解決するために、本発明は、被写体の像が結像する受光面に配列されている受光部を備える検出領域において検出された該被写体の像を撮像する半導体装置であって、前記検出領域は、前記受光面における一部の領域に、予め定められた所定の密度に従って受光部が配置されている第１の検出領域と、前記受光面における他の領域に配置され、前記第１の検出領域に受光部が配置されている密度より高い密度に従って受光部が配置されている第２の検出領域と、を備え、前記第１の検出領域は、予め定められた所定の距離より近い所定の範囲にある被写体の像が結像するように設けられており、前記第２の検出領域は、前記予め定められた所定の距離より遠い所定の範囲にある被写体の像が結像するように設けられることを特徴とする半導体装置である。
【０００９】
［２］また、本発明は、上記の半導体装置において、前記受光部は、前記受光面において定められる２次元の直交座標系の一方の座標軸において、該一方の座標軸の値に応じた密度で配置されることを特徴とする。
【００１０】
［３］また、本発明は、上記の半導体装置において、前記検出領域は、前記一方の座標軸と直交する他方の座標軸に平行に定められる境界線
を備え、前記境界線は、前記一部の領域と前記他の領域との境界を示すことを特徴とする。
【００１１】
［４］また、本発明は、上記の半導体装置において、前記境界線は、複数設けられており、前記他の領域は、前記境界線によってさらに分割されていることを特徴とする。
【００１２】
［５］また、本発明は、上記の半導体装置において、前記受光部は、前記他方の座標軸に沿って等間隔に配置されることを特徴とする。
【００１３】
［６］また、本発明は、上記の半導体装置において、前記受光部は、前記受光面内の一点を基準に放射状に配置されることを特徴とする。
【００１４】
［７］また、本発明は、上記の半導体装置において、前記受光部は、前記受光した光を検出する受光領域を備え、前記受光領域は、前記受光部が配置されている密度に応じた面積に設定されていることを特徴とする。
【００１５】
［８］また、本発明は、上記の半導体装置において、前記受光領域の面積に応じて、前記受光領域によって検出された光量を示す信号の振幅を調整する調整部を備えることを特徴とする。
【００１６】
［９］また、本発明は、被写体の像が結像する受光面に配列されている受光部によって検出された該被写体の像を撮像する半導体装置を備える撮像装置であって、前記受光部は、前記受光面における一部の領域に、予め定められた所定の密度で配置されている第１の受光部と、前記受光面の他の領域に配置され、前記第１の受光部が配置されている密度より高い密度で配置されている第２の受光部と、を備え、前記一部の領域は、予め定められた所定の距離より近い所定の範囲にある被写体の像が結像するように設けられており、前記他の領域は、前記予め定められた所定の距離より遠い所定の範囲にある被写体の像が結像するように設けられることを特徴とする撮像装置である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、異なる距離にある被写体の像の解像度をそれぞれ確保して撮像された画像情報の情報量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態における固体撮像装置（半導体装置）の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】本実施形態における撮像部の画素の配置を示す概略構成図である。
【図３】第２の実施形態における撮像部の画素の配置を示す概略構成図である。
【図４】第３の実施形態における撮像部の画素の配置を示す概略構成図である。
【図５】第４の実施形態における撮像部の画素の配置を示す概略構成図である。
【図６】第５実施形態における撮像装置の構成を示す概略構成図である。
【図７】従来技術における撮像された画像を示す図である。
【図８】従来技術における撮像部の画素の配置を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
＜第１の実施形態＞
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００２０】
図１は、本発明の第１の実施形態における固体撮像装置（半導体装置）の構成を示す概略ブロック図である。
この図に示される固体撮像装置１は、撮像部１０、変換部２０、出力処理部３０及び出力制御部４０を備える。
撮像部１０は、２次元に配列された画素１１−１１から画素１１−ｍｎ（まとめて示すときは「画素１１」という）を備える。
画素１１は、それぞれ受光した光量に応じて光電変換を行い、それぞれの光量に対応した電圧によって示されるアナログ信号に変換する。同じ行選択線に接続された画素１１は、供給される選択信号によって選択されたことを検出すると、それぞれ接続される垂直信号線にアナログ信号を供給する。画素１１の詳細は図示しないが、例えば、Ｃ−ＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサなどを適用できる。画素１１は、フォトダイオード、電荷電圧変換部、セレクタスイッチを含んで構成される。
【００２１】
変換部２０は、複数の画素信号を並列処理によりＡＤ変換してデジタル信号として出力する。変換部２０は、各列に対して１つの変換結果を出力する。
変換部２０は、サンプルホールド回路２１−１から２１−ｎ（まとめて示すときは「サンプルホールド回路２１」という）、及び、変換回路２２−１から２２−ｎ（まとめて示すときは「変換回路２２」という）を備える。サンプルホールド回路２１及び変換回路２２は、各列にそれぞれ個別に配置される。
【００２２】
サンプルホールド回路２１は、供給されるタイミング信号に応じて、垂直信号線から供給されるアナログ信号の値を保持する。サンプルホールド回路２１は、保持状態では、保持された値の信号を出力し、サンプリング状態では、撮像部１０から供給されるアナログ信号を出力する。サンプルホールド回路２１は、設定される所定の増幅率による増幅処理を行うことができる。
変換回路２２は、供給されるタイミング信号に応じて、サンプルホールド回路２１から供給される信号をデジタル信号に変換して出力する。
【００２３】
出力処理部３０は、デジタル信号に変換された各列の信号が供給されるタイミング信号に同期して供給されており、供給されるタイミング信号に応じて、それぞれ供給された各列の信号を受け、出力タイミングを調整して出力する。
出力処理部３０は、変換されたデジタル信号を出力するタイミングを定める出力タイミングが予め定められており、定められた出力タイミングに同期させて、変換されたデジタル信号をそれぞれ出力する。
【００２４】
出力制御部４０は、外部から供給されるクロック信号を受け、撮像部１０、変換部２０及び出力処理部３０の各部の動作に必要なタイミング信号を生成し、生成したタイミング信号を各部に供給する。
出力制御部４０は、タイミング信号発生部４１、行選択制御部４２、及び、読み出し制御部４３を備える。
タイミング信号発生部４１は、外部から供給されるクロック信号に同期して各部を機能させるタイミングを示す各種タイミング信号を生成し、生成したタイミング信号を対象となる各部にそれぞれ供給する。
タイミング信号発生部４１は、行選択部制御部４２に対して、撮像部１０から信号の読み出しを開始させるタイミングを示すタイミング信号と、選択する行を切り替えさせるタイミングを示すタイミング信号を供給する。
タイミング信号発生部４１は、読み出し制御部４３に対して、ＡＤ変換された信号が変換部２０から供給されるタイミングを示すタイミング信号と、出力処理部３０から変換されたデジタル信号を出力させるタイミングを示すタイミング信号を供給する。
タイミング信号発生部４１は、読み出し制御部４３に対して、撮像部１０から信号の読み出しを開始させるタイミングを示すタイミング信号と、選択する行を切り替えさせるタイミングを示すタイミング信号を出力する。
【００２５】
タイミング信号発生部４１は、サンプルホールド回路２１に対して、保持状態とサンプリング状態とを切り替えさせるタイミングを示すタイミング信号を供給する。さらに、タイミング信号発生部４１は、サンプルホールド回路２１に対して、増幅率を切り替えさせるタイミングを示すタイミング信号を供給する。
タイミング信号発生部４１は、ＡＤ変換回路２２に対して、サンプルホールド回路２１において保持されている信号を変換させるタイミングを示すタイミング信号を供給する。
【００２６】
行選択制御部４２は、タイミング信号発生部４１から供給された、撮像部１０から信号の読み出しを開始させるタイミングを示すタイミング信号と、選択する行を切り替えさせるタイミングを示すタイミング信号とに基づいて、選択された行の画素１１に対する選択信号を生成し、当該行選択線に出力する。
行選択制御部４２は、画素１１のセレクタスイッチを各行選択線に供給される選択信号により制御することで、選択された特定の行の画素の出力回路から画素信号を出力させる。
行選択制御部４２は、例えばシフトレジスタ回路などを備えており、供給されるタイミング信号に応じて、選択する画素１１のいずれかの行に対応する行選択線に選択信号を順に供給する。
【００２７】
読み出し制御部４３は、タイミング信号発生部４１から供給された、ＡＤ変換された信号が変換部２０から供給されるタイミングを示すタイミング信号と、出力処理部３０から変換されたデジタル信号を出力させるタイミングを示すタイミング信号とに基づいて、ＡＤ変換された信号を出力処理部３０に取り込ませる制御信号と、出力処理部３０に取り込ませたデジタル信号を出力させる制御信号を生成し、出力処理部３０に供給する。
【００２８】
図２を参照し、固体撮像装置１における撮像部１０の画素の配置について説明する。
図２は、本実施形態における撮像部１０の画素の配置を示す概略構成図である。
この図は、撮像部１０の撮像面を正面視した図である。この図は、撮像部１０によって撮像可能な領域を示す。この図の縦方向に沿ってｘ軸、横方向に沿ってｙ軸を定め、撮像部１０の撮像可能な領域が、その直交する座標軸の方向に合わせて配置されている。
この図に示される四辺形のそれぞれが、画素１１を示す。
なお、本実施形態においては、以下、それぞれの四辺形は単一の画素により形成する形態を例に説明するが、複数の画素により構成されていてもよい。
この図の左上隅の画素を基準にそれぞれの画素１１は、図１と同様に行と列の番号が附されている。例えば、第１の行は、画素１１−１４、画素１１−１５を含む。画素１１−１４と同じ列には、順に画素１１−２４、画素１１−３４、・・・、画素１１−ｍ４を含む。
撮像部１０の撮像可能な領域には、検出領域１１０が定められており、検出領域１１０は、固体撮像装置１（半導体装置）における撮像可能な領域に含まれる。固体撮像装置１（半導体装置）は、被写体の像が結像する受光面に配列されている画素１１（受光部）を備える検出領域１１０（検出領域）において検出された被写体の像を撮像する。
【００２９】
検出領域１１０は、検出領域１１１（第１の検出領域）と、検出領域１１２（第２の検出領域）と、検出領域１１３とを備える。
検出領域１１１（第１の検出領域）は、受光面における一部の領域に、予め定められた所定の密度に従って画素１１（受光部）が配置されている。検出領域１１１は、予め定められた所定の距離より近い所定の範囲にある被写体の像が結像するように設けられる。
検出領域１１２（第２の検出領域）は、受光面の他の領域に配置され、検出領域１１１（第１の検出領域）に受光部が配置されている密度より高い密度に従って画素１１（受光部）が配置されている。検出領域１１２は、予め定められた所定の距離より遠い所定の範囲にある被写体の像が結像するように設けられる。
【００３０】
さらに、検出領域１１０（検出領域）は、一方の座標軸（ｘ軸）と直交する他方の座標軸（ｙ軸）に平行に定められる境界線１２０を備える。
境界線１２０は、一部の領域と他の領域との境界を示す。
境界線１２０は、複数設けられており、それぞれの検出領域の境界を示す。
この図において、境界線１２０は、境界線１２１から１２３までを示しており、
境界線１２１は、検出領域１１１と検出領域１１２との境界を示す。
境界線１２２は、検出領域１１２と検出領域１１３との境界を示す。
境界線１２３は、検出領域１１３と、境界線１２１から１２３まで以外の検出領域との境界を示す。
【００３１】
この図に示されるように分割されている検出領域１１０において、画素１１（受光部）は、受光面において定められる２次元の直交座標系の一方の座標軸（ｘ軸）において、一方の座標軸（ｘ軸）の値に応じた密度で配置されている。
検出領域１１０は、ｘ軸方向に沿って、検出領域１１１、検出領域１１２、検出領域１１３・・・と順に配置されており、画素１１の配置密度が順に高くなる。
本実施形態においては、境界線１２０の間隔が、ｘ軸と逆の方向に向けて順に狭くなる。
つまり、ｘ軸と逆の方向は、境界線１２１から１２３に向かう方向であり、境界線の間隔が順に狭くなる。それゆえ、画素１１のｘ軸方向のピッチも、ｘ軸と逆の方向に向けて順に狭くなる。
また、撮像された画像の消失点近傍となる位置に定められている点を基準点として定める。画素１１（受光部）は、その基準点を基準として放射状に配置されている。よって、ｘ軸と逆の方向に向けて、画素１１のｙ軸方向のピッチも、順に狭くなる。
よって、画素１１は、配置されている密度がｘ軸と逆の方向に向けて順に高くなり、ｘ軸の値に応じた密度により定められている。
【００３２】
図２に示された画素構造を備える個体撮像素子１は、図１に示した概略ブロック図の回路構成によって駆動される。
例えば、画素選択線は、図２のｙ軸に平行に、各画素１１の間に設けられており、信号読み出し線は、放射状に配置される各画素１１の間に設けられている。
このように、画素選択線と信号読み出し線を配置することにより、各画素１１は、画素選択線と信号読み出し線の交点に対応して配置されていることになる。よって、出力制御部４０は、画素選択線に供給する行選択信号は、一般的な個体撮像素子と同様な方法により順次切り替える信号として供給することができる。また、信号選択線には、各画素１１から出力された信号が順に出力されるので、一般的な個体撮像素子と同様な方法により、順次、出力処理部３０に取り込ませることができる。
【００３３】
一方、図２に示した画素１１の面積は不統一であり、それぞれの画素１１の受光感度が面積に比例するとすれば、それぞれの画素から出力される信号強度の基準値が異なることになる。
それぞれの画素１１の面積は、予め定められていることから、それぞれの画素１１から出力された信号のレベルを、基準とする所定のレベルに規格化することにより、面積に応じた感度差を低減することができる。
【００３４】
この画素１１から出力された信号レベルの規格化は、次に示すいずれかの方法により行うことができる。
（１）サンプルホールド回路２１における増幅率の変更
サンプルホールド回路２１（調整部）は、受光領域の面積に応じて、受光領域によって検出された光量を示す信号の振幅を調整する。
（２）変換回路２２における基準レベルの変更
ＡＤ変換処理の基準レベルを調整することにより、デジタル信号に変換される信号の振幅情報を調整する。
（３）出力処理部３０におけるスケール変換
出力処理部３０内に設けられている変換テーブルを参照して、出力処理部３０から出力される信号の振幅情報を調整する。
【００３５】
以上に示したように、本実施形態においては、画素１１のピッチを徐々に変化させて、画素１１が配置される密度を徐々に変化させることができることから、得られる被写体の大きさの違いに影響されることなく、必要な解像度により、近傍から遠方の被写体を撮像することができる。よって、本実施形態に示した個体撮像素子１を用いることにより、異なる距離にある被写体の像の解像度をそれぞれ確保して撮像された画像情報の情報量を低減することができる。
【００３６】
＜第２の実施形態＞
図１と図３を参照し、異なる実施形態について説明する。
図１、図２と同じ構成には同じ符号を附し、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
図３に示される画素１１は、それぞれ出力する信号の出力レベルをそろえて出力する。
これにより、第１の実施形態において必要とされる、画素１１間の信号レベル差の調整が不要となる。
この画素１１から出力する信号レベルをそろえるには、次に示すいずれかの方法により行うことができる。
（１）画素１１の受光面積をそろえる。
受光面を遮光幕によりマスキングすることにより、画素１１の見かけの大きさをそろえる。図３において、画素１１内にそれぞれ示される丸印は、遮光幕に開けられている透過部を示す。
（２）画素１１を構成する内部回路の出力ゲインをそろえる。
このように、第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３７】
＜第３の実施形態＞
図１と図４を参照し、異なる実施形態について説明する。
図１と同じ構成には同じ符号を附す。
図４を参照し、固体撮像装置１における撮像部１０の画素の配置について説明する。
図４は、本実施形態における撮像部１０の画素の配置を示す概略構成図である。
この図は、撮像部１０の撮像面を正面視した図である。この図は、撮像部１０によって撮像可能な領域を示す。この図の縦方向に沿ってｘ軸、横方向に沿ってｙ軸を定め、撮像部１０の撮像可能な領域が、その直交する座標軸の方向に合わせて配置されている。
この図に示される四辺形のそれぞれが、画素１１を示す。
なお、本実施形態においては、以下、それぞれの四辺形は単一の画素により形成する形態を例に説明するが、複数の画素により構成されていてもよい。
撮像部１０の撮像可能な領域には、検出領域１１０が定められており、検出領域１１０は、固体撮像装置１（半導体装置）における撮像可能な領域に含まれる。固体撮像装置１（半導体装置）は、被写体の像が結像する受光面に配列されている画素１１（受光部）を備える検出領域１１０（検出領域）において検出された被写体の像を撮像する。
【００３８】
検出領域１１０は、検出領域１１１（第１の検出領域）と、検出領域１１２（第２の検出領域）と、検出領域１１３とを備える。
検出領域１１１（第１の検出領域）は、受光面における一部の領域に、予め定められた所定の密度に従って画素１１（受光部）が配置されている。検出領域１１１は、予め定められた所定の距離より近い所定の範囲にある被写体の像が結像するように設けられる。
検出領域１１２（第２の検出領域）は、受光面の他の領域に配置され、検出領域１１１（第１の検出領域）に受光部が配置されている密度より高い密度に従って画素１１（受光部）が配置されている。検出領域１１２は、予め定められた所定の距離より遠い所定の範囲にある被写体の像が結像するように設けられる。
【００３９】
さらに、検出領域１１０（検出領域）は、一方の座標軸（ｘ軸）と直交する他方の座標軸（ｙ軸）に平行に定められる境界線１２０を備える。
境界線１２０は、一部の領域と他の領域との境界を示す。
境界線１２０は、複数設けられており、それぞれの検出領域の境界を示す。
この図において、境界線１２０は、境界線１２１と１２２を示しており、
境界線１２１は、検出領域１１１と検出領域１１２との境界を示す。
境界線１２２は、検出領域１１２と検出領域１１３との境界を示す。
【００４０】
この図に示されるように分割されている検出領域１１０において、画素１１（受光部）は、受光面において定められる２次元の直交座標系の一方の座標軸（ｘ軸）において、一方の座標軸（ｘ軸）の値に応じた密度で配置されている。
検出領域１１０は、ｘ軸方向に沿って、検出領域１１１、検出領域１１２、検出領域１１３と順に配置されており、読み出される画素１１の配置密度が順に高くなる。図４において、読み出される画素１１を、黒丸印を附して示している。
本実施形態においては、検出領域ごとにｘ軸方向とｙ軸方向とに、読み出される画素１１を配置する。読み出される画素１１の間隔は、それぞれの検出領域ごとに異なる。
例えば、検出領域１１３においては、ｘ軸方向もｙ軸方向も連続して読み出される画素１１を配置する。すなわち、検出領域１１３においては、ｘ軸方向もｙ軸方向も間引くことなく全画素を読み出す。
検出領域１１２では、ｘ軸方向もｙ軸方向も、１つおきに読み出される画素１１を配置する。すなわち、検出領域１１２においては、ｘ軸方向もｙ軸方向も１つ間引いて画素を読み出すことと等価である。隣り合う行と列で交互に読み出される画素１１を配置することにり、読み出される画素が、市松格子状に配置できる。
検出領域１１１においては、ｘ軸方向は、４つおきに読み出される画素１１を配置し、ｙ軸方向は、２つおきに読み出される画素１１を配置する。このように配置することにより、ｘ軸方向とｙ軸方向の配置密度を変えることができる。
【００４１】
上記の画素１１（受光部）の配置例に示すように、画素１１がｙ軸に沿って等間隔に配置されている。
以上に示したように、読み出される画素１１を予め定められた間隔に従って適宜配置することにより、読み出される画素１１の数を低減することができる。
よって、画素１１は、配置されている密度がｘ軸と逆の方向に向けて順に高くなり、ｘ軸の値に応じた密度により配置することができる。
【００４２】
図４に示された画素構造を備える個体撮像素子１は、図１に示した概略ブロック図の回路構成によって駆動される。
例えば、画素選択線と信号読み出し線は、一般的な個体撮像素子と同様に格子状に設けられている。
本実施形態に示す個体撮像素子１は、読み出される画素１１に応じて行選択信号を供給し、また画素１１が出力した信号が有意であるタイミングに出力処理部３０に取り込ませる必要がある。
このように、画素選択線と信号読み出し線を配置することにより、各画素１１は、画素選択線と信号読み出し線の交点のうち、一部にの交点に対応して配置されていることになる。よって、出力制御部４０は、画素選択線に供給する行選択信号は、一般的な個体撮像素子と同様な方法により順次切り替える信号として供給することができる。
また、信号選択線には、各画素１１から出力された信号が、タイミングにより出力されるので、出力されたタイミングに同期して、出力処理部３０に取り込ませる必要がある。よって、出力制御部４０は、画素選択線に供給する行選択信号は、出力処理部３０に取り込ませるタイミングを示すタイミング信号を生成して、出力処理部３０に供給する。出力処理部３０は、そのタイミング信号によって示された列の信号読み出し線からの情報を取り込み、情報を出力するタイミング信号に応じて出力する。
【００４３】
この図４に示した画素１１の面積は、そろっていることから、画素１１が出力する信号強度も揃ったレベルで出力される。
【００４４】
以上に示したように、本実施形態においては、読み出される画素１１のピッチを検出領域ごとに変化させて、読み出される画素１１が配置される密度を変化させることができることから、得られる被写体の大きさの違いに影響されることなく、必要な解像度により、近傍から遠方の被写体を撮像することができる。よって、本実施形態に示した個体撮像素子１を用いることにより、異なる距離にある被写体の像の解像度をそれぞれ確保して撮像された画像情報の情報量を低減することができる。
【００４５】
＜第４の実施形態＞
図１と図５を参照し、異なる実施形態について説明する。
図１と同じ構成には同じ符号を附す。
図５を参照し、固体撮像装置１における撮像部１０の画素の配置について説明する。
図５は、本実施形態における撮像部１０の画素の配置を示す概略構成図である。
この図は、撮像部１０の撮像面を正面視した図である。この図は、撮像部１０によって撮像可能な領域を示す。この図の縦方向に沿ってｘ軸、横方向に沿ってｙ軸を定め、撮像部１０の撮像可能な領域が、その直交する座標軸の方向に合わせて配置されている。
この図に示される四辺形のそれぞれが、画素１１を示す。
なお、本実施形態においては、以下、それぞれの四辺形は単一の画素により形成する形態を例に説明するが、複数の画素により構成されていてもよい。
撮像部１０の撮像可能な領域には、検出領域１１０が定められており、検出領域１１０は、固体撮像装置１（半導体装置）における撮像可能な領域に含まれる。固体撮像装置１（半導体装置）は、被写体の像が結像する受光面に配列されている画素１１（受光部）を備える検出領域１１０（検出領域）において検出された被写体の像を撮像する。
【００４６】
検出領域１１０は、検出領域１１１（第１の検出領域）と、検出領域１１２（第２の検出領域）と、検出領域１１３とを備える。
検出領域１１１（第１の検出領域）は、受光面における一部の領域に、予め定められた所定の密度に従って画素１１（受光部）が配置されている。検出領域１１１は、予め定められた所定の距離より近い所定の範囲にある被写体の像が結像するように設けられる。
検出領域１１２（第２の検出領域）は、受光面の他の領域に配置され、検出領域１１１（第１の検出領域）に受光部が配置されている密度より高い密度に従って画素１１（受光部）が配置されている。検出領域１１２は、予め定められた所定の距離より遠い所定の範囲にある被写体の像が結像するように設けられる。
【００４７】
さらに、検出領域１１０（検出領域）は、ｘ軸と直交するｙ軸に平行に定められる境界線１２０を備える。
境界線１２０は、一部の領域と他の領域との境界を示す。
境界線１２０は、複数設けられており、それぞれの検出領域の境界を示す。
この図において、境界線１２０は、境界線１２１と１２２を示しており、
境界線１２１は、検出領域１１１と検出領域１１２との境界を示す。
境界線１２２は、検出領域１１２と検出領域１１３との境界を示す。
【００４８】
この図に示されるように分割されている検出領域１１０において、画素１１（受光部）は、受光面において定められる２次元の直交座標系のｘ軸の値に応じた密度で配置されている。
検出領域１１０は、ｘ軸方向に沿って、検出領域１１１、検出領域１１２、検出領域１１３と順に配置されており、読み出される画素１１の配置密度が順に高くなる。
本実施形態においては、検出領域ごとにｘ軸方向とｙ軸方向とに、読み出される画素１１を配置する。読み出される画素１１の間隔は、それぞれの検出領域ごとに異なる。
例えば、検出領域１１３では、ｘ軸方向もｙ軸方向も連続して読み出される画素１１を配置する。
検出領域１１２では、ｘ軸方向は、検出領域１３と同じ幅を有するが、ｙ軸方向は、検出領域１３と倍の幅を有する画素を配置する。すなわち、検出領域１１２では、ｙ軸方向の画素数を減らすことができる
検出領域１１１では、ｘ軸方向は、検出領域１３と同じ幅を有するが、ｙ軸方向は、検出領域１３と３倍の幅を有する画素を配置する。すなわち、検出領域１１１では、検出領域１１２と同様にｙ軸方向の画素数を減らすことができる
このように配置することにより、ｘ軸方向とｙ軸方向の配置密度を変えることができる。
【００４９】
以上に示したように、読み出される画素１１を予め定められた間隔に従って適宜配置することにより、読み出される画素１１の数を低減することができる。
よって、画素１１は、配置されている密度がｘ軸と逆の方向に向けて順に高くなり、ｘ軸の値に応じた密度により配置することができる。
【００５０】
図５に示された画素構造を備える個体撮像素子１は、図１に示した概略ブロック図の回路構成によって駆動される。
例えば、画素選択線は、一般的な個体撮像素子と同様に設けられている。信号読み出し線は、接続可能な画素のうち、いづれか１本が選択的に接続されるように設けられている。
本実施形態に示す個体撮像素子１は、読み出される画素１１に応じて行選択信号を供給し、また画素１１が出力した信号が有意であるタイミングに出力処理部３０に取り込ませる必要がある。
【００５１】
このように、出力制御部４０は、画素選択線に供給する行選択信号は、一般的な個体撮像素子と同様な方法により順次切り替える信号として供給することができる。
また、信号選択線には、各画素１１から出力された信号が、タイミングにより出力されるので、出力されたタイミングに同期して、出力処理部３０に取り込ませる必要がある。よって、出力制御部４０は、画素選択線に供給する行選択信号は、出力処理部３０に取り込ませるタイミングを示すタイミング信号を生成して、出力処理部３０に供給する。出力処理部３０は、そのタイミング信号によって示された列の信号読み出し線からの情報を取り込み、情報を出力するタイミング信号に応じて出力する。
【００５２】
この図５に示した画素１１の面積は、検出領域ごとに異なっていることから、実施形態１又は２に示した対策を施すことにより、個体撮像装置１が出力する信号強度も揃ったレベルで出力される。
【００５３】
以上に示したように、本実施形態においては、読み出される画素１１のピッチを検出領域ごとに変化させて、読み出される画素１１が配置される密度を変化させることができることから、得られる被写体の大きさの違いに影響されることなく、必要な解像度により、近傍から遠方の被写体を撮像することができる。よって、本実施形態に示した個体撮像素子１を用いることにより、異なる距離にある被写体の像の解像度をそれぞれ確保して撮像された画像情報の情報量を低減することができる。
【００５４】
＜第５の実施形態＞
図１と同じ構成には同じ符号を附す。
図１から図５を参照し、固体撮像装置１における撮像部１０の画素の配置について説明する。図１から図５と同じ構成には同じ符号を附す。
図６は、本実施形態における撮像装置５００の構成を示す概略構成図である。
【００５５】
撮像装置５００は、光学部５１０と制御部５２０とを備える。
光学部５１０は、レンズホルダー５１１と、レンズ鏡筒５１２と、レンズ５１３と、個体撮像素子１とを備える。
レンズホルダー５１１は、レンズ鏡筒５１２を保持する。レンズ鏡筒５１２は、各レンズ５１３を保持する。各レンズ５１３は被写体から供給された光を集光し、個体撮像装置１で結像させる。
【００５６】
なお、実施形態１から４に示したように、個体撮像装置１における検出領域１１０は、検出領域１１１（第１の検出領域）と、検出領域１１２（第２の検出領域）と、検出領域１１３とを備える。
検出領域１１１（第１の検出領域）は、受光面における一部の領域に、予め定められた所定の密度に従って画素１１（受光部）が配置されている。検出領域１１１は、予め定められた所定の距離より近い所定の範囲にある被写体の像が結像するように設けられる。
【００５７】
撮像装置５００は、検出領域１１２（第２の検出領域）は、受光面の他の領域に配置され、検出領域１１１（第１の検出領域）に受光部が配置されている密度より高い密度に従って画素１１（受光部）が配置されている。検出領域１１２は、予め定められた所定の距離より遠い所定の範囲にある被写体の像が結像するように設けられる。
【００５８】
個体撮像装置１は、レンズ１３により集光された光を電気信号に変換し、ＡＤ変換によるデジタル化した信号を制御部５２０に供給して、記憶部５２１に記憶させる。
制御部５２０は、記憶部５２１と、画像処理部５２２とを備える。画像処理部５２２は、記憶部５２１に記憶された画像データを読出し、読み出した画像データに対して、必要に応じて所定のフィルターを掛けたり、輝度値を調整したり、射影変換などの画像処理を施したりする。画像処理部５２２は、上記画像処理後の画像データを不図示の外部装置へ供給する。
【００５９】
このような撮像装置５００は、搭載される車両（不図示）に、撮像装置５００の画角が調整できるように支持されている。撮像装置５００は、撮像装置５００から出力される撮像画像情報を参照して、画角が調整され、調整された画角に固定される。
撮像装置５００は、撮像画像情報に基づいて、画素１１（受光部）が高い密度で配置されている検出領域１１１には予め定められた所定の距離より遠い所定の範囲にある被写体が、画素１１（受光部）が低い密度で配置されている検出領域１１２には予め定められた所定の距離より近い所定の範囲にある被写体が、それぞれ撮像されるように画角が調整される。
このように調整されることにより、撮像装置５００は、所望の情報を得ることができ、個体撮像装置１から記憶部５２１に供給される情報量を低減することができるとともに、画像処理部５２２の処理を軽減させることができる。
【００６０】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【００６１】
１…固体撮像装置
１０…撮像部、１１…画素、
２０…変換部、２１…サンプルホールド回路、２２変換回路、
３０…出力処理部、
４０…出力制御部、４１…タイミング信号発生部、４２…行選択制御部、
４３…読み出し制御部、
１１０、１１１、１１２、１１３…検出領域、
１２０、１２１、１２２、１２３…境界線、
５００…撮像装置、
５１０…光学部、５１１…レンズホルダー、５１２…レンズ鏡筒、５１３…レンズ
５２０…制御部、５２１…記憶部、５２２…画像処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2012090163.tif 000009
【図８】
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