(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の受光セルより構成される受光手段と、
該受光手段への制御信号を生成するタイミング生成手段と、
該タイミング生成手段が出力する制御信号をデコードするデコード手段と、
前記受光手段の各受光セル毎に受光感度を記憶する感度記憶手段と、
該感度記憶手段の記憶値に基づいた補正信号を生成する補正信号生成手段と、
前記複数の受光セルに各々設けられた放電手段と、
前記デコード手段がデコードした前記制御信号と、前記補正信号に基づいて前記放電手段の動作を制御する感度制御手段とを具備することを特徴とする部分的感度可変型撮像装置。
【請求項２】
前記受光セルは、受光ダイオードと第１の蓄積用コンデンサとリセット用スイッチが並列接続された回路と、前記第１の蓄積用コンデンサに蓄積された電荷を第２の蓄積用コンデンサに転送するフレーム転送用スイッチと、前記第２の蓄積用コンデンサに蓄積された電荷を外部に転送する読み出し用スイッチとから構成され、
前記放電手段は、放電用抵抗と放電用スイッチの直列回路より構成され、前記受光ダイオードと第１の蓄積用コンデンサとリセット用スイッチの並列回路に並列に接続され、
前記感度制御手段は、前記補正信号に基づいて前記感度記憶手段に記憶された受光セルの開度に応じた時間だけ該当する受光セルに接続された放電用スイッチを導通させることを特徴とする請求項１記載の部分的感度可変型撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、部分的に露光調節可能な部分的感度可変型撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の部分的な露光調節としては、特開昭６２−２０９９７９号公報に記載の技術が提案されている。すなわち、個体撮像装置の前面に液晶などの透過率を制御可能な光学フィルタを設定し、撮像素子の電荷レベルが飽和電荷レベルを越えた場合に、その画素に対応したフィルタの光透過率を、前記電荷レベルが飽和電荷レベル以下となるまで制限されるように制御するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような装置では、個体撮像素子の画素と光学フィルタの画素の位置合わせに手間がかかるという問題があった。
この発明は、撮像素子の各受光素子ごとに放電回路を設け、この放電時間を感度設定メモリの内容に応じて制御することで、部分的に感度を下げて飽和のない撮像画像を得るものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の部分感度可変型撮像装置においては、複数の受光セルより構成される受光手段と、該受光手段への制御信号を生成するタイミング生成手段と、該タイミング生成手段が出力する制御信号をデコードするデコード手段と、前記受光手段の各受光セル毎に受光感度を記憶する感度記憶手段と、該感度記憶手段の記憶値に基づいた補正信号を生成する補正信号生成手段と、前記複数の受光セルに各々設けられた放電手段と、前記デコード手段がデコードした前記制御信号と、前記補正信号に基づいて前記放電手段の動作を制御する感度制御手段とを具備する構成とした。
【０００５】
また、請求項２記載の部分的感度可変型撮像装置では、請求項１記載の発明において、前記受光セルは、受光ダイオードと第１の蓄積用コンデンサとリセット用スイッチが並列接続された回路と、前記第１の蓄積用コンデンサに蓄積された電荷を第２の蓄積用コンデンサに転送するフレーム転送用スイッチと、前記第２の蓄積用コンデンサに蓄積された電荷を外部に転送する読み出し用スイッチとから構成され、前記放電手段は、放電用抵抗と放電用スイッチの直列回路より構成され、前記受光ダイオードと第１の蓄積用コンデンサとリセット用スイッチの並列回路に並列に接続され、前記感度制御手段は、前記補正信号に基づいて前記感度記憶手段に記憶された受光セルの開度に応じた時間だけ該当する受光セルに接続された放電用スイッチを導通させる構成とした。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明実施の形態を図面に基づき説明する。図１は実施の形態にかかる部分的感度可変型撮像装置の構成図である。
発振手段１からのクロックは、タイミング生成手段２に入力され、受光セルマトリクス５に対する走査用ＸアドレスＡＸ、ＹアドレスＡＹおよびリセット信号ＲＳ、フレーム転送信号ＦＴを生成する。走査用ＸアドレスＡＸならびに走査用ＹアドレスＡＹは、それぞれのデコーダを通して受光セルマトリクス５に与えられる。各受光セルの感度値を記憶している感度記憶手段７は、外部から任意の走査用アドレス（ＸアドレスＡＸまたはＹアドレスＡＹ）に対して感度数値の設定をすることができる。感度記憶手段７の感度値は、タイミング生成手段２から与えられる走査用アドレス（ＸアドレスＡＸまたはＹアドレスＡＹ）により読み出され、パルス生成手段６に入力される。パルス生成手段６では、発振手段１からのクロックにより感度入力値に応じた幅のパルスＰを生成し、受光セルマトリクス５に与える。走査用アドレス（ＸアドレスＡＸまたはＹアドレスＡＹ）の走査による受光セルマトリクス５の一連の出力は増幅手段８により増幅されて映像信号として出力される。
図２は、受光セルマトリクス５の１つのセルの構造を示す図である。受光セルマトリクス５の１つのセルは、受光ダイオードＤに第１の蓄積用コンデンサＣ１とリセット用スイッチＳＷ１、放電用の抵抗Ｒと放電用スイッチＳＷ４が並列に入っており、第１の蓄積用コンデンサＣ１の電荷は、フレーム転送用スイッチＳＷ２を通して第２の蓄積用コンデンサＣ２に蓄積され、読み出し用スイッチＳＷ３を通してセルの外部に受光信号を出力する。各スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４は、各スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４の制御用信号が“１”のときオンとなる。全セルのリセット用スイッチＳＷ１とフレーム転送用スイッチＳＷ２の制御は共通であり、タイミング生成手段２より与えられる。放電用スイッチＳＷ４の制御は、前記Ｘデコーダ４、Ｙデコーダ３の出力とパルス生成手段６の出力の論理積をとった信号ＤＣで制御し、読み出し用スイッチＳＷ３は前記Ｘデコーダ４、Ｙデコーダ３出力の論理積をとった信号ＲＤで制御する。
【０００７】
次に作用を説明する。図３は、タイミング生成手段２の動作タイミングを示す図である。タイミング生成手段２では、リセット信号ＲＳを“１”として第１の蓄積電荷をクリアする。このあと一定時間露光して受光量に応じた電荷を第１の蓄積コンデンサＣ１に蓄積する。一定時間後にフレーム転送信号ＦＴを“１”として電荷を第２の蓄積用コンデンサＣ２に移動し、次の周期で第２の蓄積用コンデンサＣ２から読み出す。このようにｎ番目の周期ではｎ−１回目の撮像画像の読み出しとｎ回目の撮像の受光が同時に行われる。読み出しのアドレスはデコーダを通して受光セルマトリクス５に与えられる一方で、感度記憶手段７に与えられ、そのアドレスに対応した感度設定値が出力される。同出力値により、パルス生成手段６では対応する幅のパルスＰを生成し、受光セルマトリクス５に与える。受光セルマトリクス５では、対応アドレスの放電用スイッチＳＷ４がパルス幅に応じた時間だけオンとなり、第１の蓄積用コンデンサＣ１に蓄積した電荷が放電される。
図４に蓄積用コンデンサの電荷の変化状態を示す。放電用スイッチＳＷ４がオフの場合、蓄積用コンデンサの電荷量は露光時間に比例して次第に多くなり、飽和量Ｑ１に達する。放電用スイッチＳＷ４が、時刻Ｔ１でオンしＴ２でオフした場合には、その間に電荷が放電され、最終的な電荷量はＱ２となり、単位時間あたりの蓄積電荷量が小さくなったのと等価となる。このように、放電時間を制御することで見かけ上の感度を制御することが出来る。
【０００８】
【実施例】
次に実施例を示す。車載カメラで前方道路を撮像する場合、トンネルの出入口付近ではトンネル内外の照度差が大きく、道路部分の画像が露光不足や露光オーバーで識別することができなくなる。前記実施の形態にかかる撮像装置１０を用い、図５に示すシステム構成とし、車両前方道路の白線検出を行うことが可能である。図５のシステムは、撮像装置１０と、露光不良領域検出手段１１と、感度設定手段１２と、車線検出手段１３及びレンズ１４から構成される。
本実施例の撮像装置１０の感度は、感度記憶手段７に“０”、“１”の値により設定され、“０”のときは“１”のときの半分の感度になるようにパルス幅Ｐを設定する。本実施例の撮像装置１０の出力映像は、露光不良領域検出手段１１により、飽和値近くの上位しきい値ｔｈＨとその半分以下の下位しきい値ｔｈＬで３値化し、上位しきい値以上の部分および下位しきい値以下の部分に対して膨張収縮処理を行い、さらに面積が一定値（数百画素）以上のところを、露光オーバーの領域および露光アンダーの領域として検出する。感度設定手段１２により、露光オーバーの領域に対しては、感度値として“０”を、露光アンダー領域には感度値“１”を設定し、それ以外の領域は以前のままとする。
日中の道路を走行する場合を考える（図６）。初期状態として、感度記憶手段７にはすべて“１”がライトされている。道路の照度は高く、映像出力値は全面で上位しきい値より高くなり、上記動作により感度記憶手段７に“０”がライトされ感度を小さくして道路の画像を撮像する。走行中にトンネル内部などの低照度部分が現れると、その部分の映像出力値は下位しきい値以下となり、露光不良判断手段１１によりその領域が特定され、感度記憶手段７の対応する領域に“１”がライトされ感度が増加し、トンネル内部も撮像可能とする。トンネルに近づいて行くと、感度設定値が“１”の部分が増していき、トンネル内部では画面全体の感度が“１”となる。出口付近ではトンネル外の部分の映像信号が飽和するので、その領域が検出されて感度設定値“０”がライトされ、飽和のない道路画像が撮像される。
【０００９】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、受光セル毎に放電手段を設け、この放電手段の動作を、デコード手段がデコードした制御信号と、感度記憶手段の記憶値に基づいた補正信号に基づいて、感度制御手段によって制御するようにしたので、１画面内の露光オーバーや露光不足している部分の画像を撮像することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明実施の形態にかかる部分的感度可変型撮像装置の構成図である。
【図２】  受光セルマトリクス５の１つのセルの構造を示す図である。
【図３】  タイミング生成手段２の動作タイミングを示す図である。
【図４】  蓄積用コンデンサの電荷の変化状態を示す図である。
【図５】  実施例でのシステム構成図である。
【図６】  実施例での動作説明図である。
【符号の説明】
１  発振手段
２  タイミング生成手段
３  Ｙデコーダ
４  Ｘデコーダ
５  受光セルマトリクス
６  パルス生成手段
７  感度記憶手段
８  増幅手段
１０  撮像装置
１１  露光不良領域検出手段
１２  感度設定手段
１３  車線検出手段
１４  レンズ
Ｐ  パルス
Ｄ  受光ダイオード
Ｃ１  第１の蓄積用コンデンサ
ＳＷ１  リセット用スイッチ
Ｒ  放電用抵抗
ＳＷ４  放電用スイッチ
ＳＷ２  フレーム転送用スイッチ
Ｃ２  第２の蓄積用コンデンサ
ＳＷ３  読み出し用スイッチ
ＤＣ  信号
ＲＤ  信号
ＲＳ  リセット信号
ＦＴ  フレーム転換信号
ＡＸ  Ｘアドレス
ＡＹ  Ｙアドレス
【図１】
0003899613.tif 000002
【図２】
0003899613.tif 000003
【図３】
0003899613.tif 000004
【図４】
0003899613.tif 000005
【図５】
0003899613.tif 000006
【図６】
0003899613.tif 000007