JP2017073622A - Imaging apparatus - Google Patents
Imaging apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017073622A JP2017073622A JP2015198237A JP2015198237A JP2017073622A JP 2017073622 A JP2017073622 A JP 2017073622A JP 2015198237 A JP2015198237 A JP 2015198237A JP 2015198237 A JP2015198237 A JP 2015198237A JP 2017073622 A JP2017073622 A JP 2017073622A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polarizing plate
- liquid crystal
- side polarizing
- image sensor
- incident
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/1313—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells specially adapted for a particular application
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/50—Constructional details
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B9/00—Exposure-making shutters; Diaphragms
- G03B9/08—Shutters
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/50—Constructional details
- H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/50—Control of the SSIS exposure
- H04N25/53—Control of the integration time
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Studio Devices (AREA)
- Shutters For Cameras (AREA)
- Blocking Light For Cameras (AREA)
Abstract
【課題】日中であっても、車内を円滑に確認できる撮像画像を取得可能な撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置1は、撮像素子40と、目標領域からの光を撮像素子40に結像させるレンズ10と、撮像素子40に対して目標領域側に配置された液晶シャッター30と、を備える。液晶シャッター30は、入射側偏光板301と出射側偏光板を備える。装置本体101の上下方向に垂直な偏光方向の光成分が、レンズ10を透過した後、入射側偏光板301によって遮断されるように、入射側偏光板301の偏光軸301aが設定されている【選択図】図7An image pickup apparatus capable of acquiring a picked-up image that enables smooth confirmation of the inside of a vehicle even during the daytime. An image pickup apparatus includes an image pickup element, a lens that forms an image of light from a target area on the image pickup element, and a liquid crystal shutter disposed on the target area side with respect to the image pickup element. Prepare. The liquid crystal shutter 30 includes an incident side polarizing plate 301 and an outgoing side polarizing plate. The polarization axis 301a of the incident side polarizing plate 301 is set so that the light component in the polarization direction perpendicular to the vertical direction of the apparatus main body 101 is blocked by the incident side polarizing plate 301 after passing through the lens 10. Selection diagram] Fig. 7
Description
本発明は、目標領域を撮像する撮像装置に関するものであり、特に、交差点等の屋外の風景を撮像する際に用いて好適なものである。 The present invention relates to an imaging device that images a target area, and is particularly suitable for imaging outdoor scenery such as an intersection.
街路や交差点を監視カメラで撮像する撮像装置が知られている。この種の撮像装置では、撮像された画像が、たとえば、交通事故の検証等に用いられる。検証では、車両および歩行者の状況や、信号機の点灯状況が確認される。すなわち、事故の際に街路や交差点がどのような状況にあったかが撮像画像を参照して確認される。 2. Description of the Related Art An imaging device that captures images of streets and intersections with a monitoring camera is known. In this type of imaging apparatus, the captured image is used, for example, for verification of a traffic accident. In the verification, the status of the vehicle and the pedestrian and the lighting status of the traffic light are confirmed. That is, it is confirmed with reference to the captured image what kind of situation the street or intersection was in the event of an accident.
以下の特許文献1には、街路や交差点を監視カメラで撮像する撮像装置が記載されている。この撮像装置では、監視カメラで撮像した画像を処理して人物画像が抽出され、抽出された人物画像が不審者リストに一致または近似する場合に、監視カメラで撮像した画像が端末に送信される。 Patent Document 1 below describes an imaging device that captures images of streets and intersections with a monitoring camera. In this imaging apparatus, an image captured by the monitoring camera is processed to extract a person image, and when the extracted person image matches or approximates the suspicious person list, the image captured by the monitoring camera is transmitted to the terminal. .
街路や交差点を撮像した画像を交通事故等の検証に用いる場合には、事故を起こした車両の運転者や同乗者を円滑に確認できることが望ましい。しかしながら、街路や交差点では、日中、太陽光が車両のフロントガラスで反射するため、車内の視認性が顕著に低下する。このため、撮像装置で撮像された画像によって車両の運転者や同乗者を確認することが困難となっている。 When using images obtained by capturing streets and intersections for verification of traffic accidents or the like, it is desirable to be able to smoothly check the driver and passengers of the vehicle that caused the accident. However, in the streets and intersections, sunlight is reflected by the windshield of the vehicle during the daytime, so the visibility inside the vehicle is significantly reduced. For this reason, it is difficult to check the driver and passengers of the vehicle from the image captured by the imaging device.
かかる課題を鑑み、本発明は、日中であっても、車内を円滑に確認できる撮像画像を取得可能な撮像装置を提供することを目的とする。 In view of such a problem, an object of the present invention is to provide an imaging device capable of acquiring a captured image that can smoothly check the inside of a vehicle even during the daytime.
本発明の主たる態様に係る撮像装置は、撮像素子と、目標領域からの光を前記撮像素子に結像させるレンズと、前記撮像素子に対して前記目標領域側に配置された液晶シャッターと、を備える。ここで、前記液晶シャッターは、入射側偏光板と出射側偏光板を備え、前記装置本体の上下方向に垂直な偏光方向の光成分が、前記レンズを透過した後、前記入射側偏光板によって遮断されるように、前記入射側偏光板の偏光軸が設定されている。 An imaging apparatus according to a main aspect of the present invention includes an imaging element, a lens that forms an image of light from a target area on the imaging element, and a liquid crystal shutter disposed on the target area side with respect to the imaging element. Prepare. Here, the liquid crystal shutter includes an incident-side polarizing plate and an outgoing-side polarizing plate, and a light component having a polarization direction perpendicular to the vertical direction of the apparatus main body is transmitted by the lens and then blocked by the incident-side polarizing plate. As described above, the polarization axis of the incident side polarizing plate is set.
本態様に係る撮像装置によれば、車両のフロントガラスで反射されたS偏光の光成分が入射側偏光板によって遮光される。このため、太陽光が車両のフロントガラスで反射することにより車内の視認性が低下することが抑制され得る。よって、日中であっても、車内を円滑に確認可能な撮像画像を取得できる。 According to the imaging apparatus according to this aspect, the S-polarized light component reflected by the vehicle windshield is shielded by the incident-side polarizing plate. For this reason, it can suppress that the visibility in a vehicle falls because sunlight reflects with the windshield of a vehicle. Therefore, it is possible to acquire a captured image that allows smooth confirmation of the interior of the vehicle even during the daytime.
ここで、フロントガラスで反射されたS偏光の光成分が、前記レンズにより取り込まれた後、偏光方向が回転することなくそのまま液晶シャッターに到達するように、
撮像装置の光学系が構成される場合、装置本体の上下方向が前記入射側偏光板の前記偏光軸に略平行となるように、前記入射側偏光板を配置すればよい。これにより、車両のフロントガラスで反射されたS偏光の光成分を入射側偏光板によって遮光することができる。
Here, after the S-polarized light component reflected by the windshield is taken in by the lens, the polarization direction does not rotate and reaches the liquid crystal shutter as it is.
When the optical system of the imaging apparatus is configured, the incident-side polarizing plate may be arranged so that the vertical direction of the apparatus main body is substantially parallel to the polarization axis of the incident-side polarizing plate. Thereby, the S-polarized light component reflected by the windshield of the vehicle can be shielded by the incident side polarizing plate.
本態様に係る撮像装置は、前記撮像素子および前記液晶シャッターを制御する制御部を備える。また、前記撮像素子は、ラインごとに受光光量に応じた電荷を蓄積および出力する構成とされ得る。この場合、前記制御部は、前記撮像素子上の各ラインにおける電荷蓄積期間の一部が互いに重なり合うように前記撮像素子を制御し、全ての前記ラインについて電荷蓄積期間が互いに重なり合う重複蓄積期間内において、前記液晶シャッターを開放するよう構成され得る。こうすると、重複蓄積期間中に撮像素子が露光されるため、全てのラインに対して、同じタイミングおよび露光期間で、目標領域の光が照射される。このため、高速で移動する被写体が目標領域に含まれる場合も、被写体の撮像画像に歪みが生じることがない。 The imaging apparatus according to this aspect includes a control unit that controls the imaging element and the liquid crystal shutter. In addition, the image sensor may be configured to accumulate and output charges corresponding to the amount of received light for each line. In this case, the control unit controls the image sensor so that a part of the charge accumulation period in each line on the image sensor overlaps each other, and the charge accumulation period for all the lines overlaps with each other in the overlap accumulation period. The liquid crystal shutter can be opened. In this case, since the image sensor is exposed during the overlapping accumulation period, the light of the target area is irradiated to all lines at the same timing and exposure period. For this reason, even when a subject moving at high speed is included in the target area, the captured image of the subject is not distorted.
本態様に係る撮像装置において、前記撮像素子は、高速に信号を出力する高速読み出しモードの機能を有し、前記制御部は、前記撮像素子に対する制御モードを前記高速読み出しモードに設定することにより、前記重複蓄積期間を生じさせるよう構成され得る。この構成では、高速読み出しモードを用いて撮像画像の歪みが抑制されるため、撮像画像のフレーム転送レートを維持しながら、被写体の歪みを抑制することができる。 In the imaging apparatus according to this aspect, the imaging element has a function of a high-speed reading mode that outputs a signal at high speed, and the control unit sets the control mode for the imaging element to the high-speed reading mode, It may be configured to cause the overlapping accumulation period. In this configuration, since the distortion of the captured image is suppressed using the high-speed reading mode, it is possible to suppress the distortion of the subject while maintaining the frame transfer rate of the captured image.
以上のとおり、本発明によれば、日中であっても、車内を円滑に確認できる撮像画像を取得可能な撮像装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide an imaging device capable of acquiring a captured image that can be confirmed smoothly inside the vehicle even during the daytime.
本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。 The effects and significance of the present invention will become more apparent from the following description of embodiments. However, the embodiment described below is merely an example when the present invention is implemented, and the present invention is not limited to what is described in the following embodiment.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1(a)は、実施形態に係る画像管理システムの外観構成を示す図である。 FIG. 1A is a diagram illustrating an external configuration of an image management system according to the embodiment.
図1(a)に示すように、画像管理システムは、撮像装置1と外部装置2とを備える。撮像装置1は、監視カメラであり、信号機を含む街路や交差点等を撮像可能に被設置物3に設置される。撮像装置1は、上下が鉛直方向に沿うように被設置物3に設置される。被設置物3は、たとえば、建物等の外壁や屋上の構造物、電柱等である。撮像装置1は、撮像した画像を内部の記録媒体に随時記録する。外部装置2は、可搬型のパーソナルコンピュータである。この他、外部装置2は、携帯電話機、タブレット等の他の携帯情報端末であっても良い。 As illustrated in FIG. 1A, the image management system includes an imaging device 1 and an external device 2. The imaging device 1 is a surveillance camera, and is installed on the installation object 3 so as to be able to capture images of streets and intersections including traffic lights. The imaging device 1 is installed on the installation object 3 so that the top and bottom are along the vertical direction. The installation object 3 is, for example, an outer wall such as a building, a roof structure, a utility pole, or the like. The imaging device 1 records the captured image on an internal recording medium as needed. The external device 2 is a portable personal computer. In addition, the external device 2 may be another mobile information terminal such as a mobile phone or a tablet.
撮像装置1に記録された画像は、適宜、外部装置2に回収される。撮像装置1と外部装置2は、無線LANによる通信が可能である。外部装置2は、無線LANによる通信路を確立し、撮像装置1から画像をダウンロードする。撮像装置1と外部装置2との間の通信は、無線LANに限らず、ブルートゥース等の他の通信方式であっても良い。 The image recorded in the imaging device 1 is collected by the external device 2 as appropriate. The imaging device 1 and the external device 2 can communicate by wireless LAN. The external device 2 establishes a wireless LAN communication path and downloads an image from the imaging device 1. Communication between the imaging device 1 and the external device 2 is not limited to a wireless LAN, and may be another communication method such as Bluetooth.
図1(b)は、撮像装置1により撮像される撮像画像の一例を示す図である。ここでは、信号機4を含む交差点5が目標領域に設定されている。便宜上、図1(b)には、撮像装置1の方向を向く信号機4と車両6(乗用車)が図示されている。撮像装置1により撮像された画像は、外部装置2に回収された後、たとえば、交通事故の検証等に用いられる。この検証では、交差点5を進む車両および歩行者の状況や、信号機4の点灯状況が確認される。 FIG. 1B is a diagram illustrating an example of a captured image captured by the imaging apparatus 1. Here, the intersection 5 including the traffic signal 4 is set as the target area. For convenience, FIG. 1B shows a traffic light 4 and a vehicle 6 (passenger car) that face the direction of the imaging apparatus 1. The image picked up by the image pickup device 1 is collected by the external device 2 and then used, for example, for verification of a traffic accident. In this verification, the situation of the vehicle and the pedestrian traveling through the intersection 5 and the lighting condition of the traffic light 4 are confirmed.
図2は、撮像装置1の構成を示す図である。 FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the imaging apparatus 1.
撮像装置1は、レンズ10と、アイリス20と、液晶シャッター30と、撮像素子40と、制御部50と、記憶部60と、通信部70とを備える。 The imaging device 1 includes a lens 10, an iris 20, a liquid crystal shutter 30, an imaging element 40, a control unit 50, a storage unit 60, and a communication unit 70.
レンズ10は、目標領域からの光を取り込んで、目標領域の像を撮像素子40の受光面に結像させる。アイリス20は、目標領域からの光の強弱に応じて適切な光量が撮像素子40に入射するように、外部からの光を制限する。アイリス20は、アイリス駆動回路21により、絞り量が調整される。 The lens 10 takes in light from the target area and forms an image of the target area on the light receiving surface of the image sensor 40. The iris 20 limits light from the outside so that an appropriate amount of light enters the image sensor 40 according to the intensity of light from the target area. The iris amount of the iris 20 is adjusted by an iris driving circuit 21.
液晶シャッター30は、たとえば、電圧が印加されていない状態では透過率が最大となり、電圧が印加されると透過率が低くなる、いわゆる、ノーマリーホワイト方式の特性を有する。この場合、液晶シャッター30は、電圧が印加されていない状態で光を透過し、電圧が印加された状態で光を遮断する。この他、液晶シャッター30は、電圧が印加された状態で透過率が最大となり、電圧の印加が遮断されると透過率が低くなる、いわゆる、ノーマリーブラック方式の特性を有する液晶シャッターであっても良い。液晶シャッター30は、シャッター駆動回路31からの駆動信号によって、開閉状態が切り替えられる。 For example, the liquid crystal shutter 30 has a so-called normally white characteristic in which the transmittance is maximum when no voltage is applied and the transmittance is decreased when a voltage is applied. In this case, the liquid crystal shutter 30 transmits light when no voltage is applied, and blocks light when a voltage is applied. In addition, the liquid crystal shutter 30 is a liquid crystal shutter having a so-called normally black characteristic in which the transmittance is maximized when a voltage is applied and the transmittance is lowered when the voltage application is interrupted. Also good. The liquid crystal shutter 30 is switched between open and closed states by a drive signal from the shutter drive circuit 31.
撮像素子40は、CMOSイメージセンサである。撮像素子40は、受光面上の各画素に対応する位置に、それぞれフォトダイオードを有する。撮像素子40は、ラインごとに、フォトダイオードに対する電荷の蓄積と出力が行われるよう撮像信号処理回路41によって制御される。 The image sensor 40 is a CMOS image sensor. The image sensor 40 has a photodiode at a position corresponding to each pixel on the light receiving surface. The image pickup device 40 is controlled by the image pickup signal processing circuit 41 so as to accumulate and output charges to the photodiode for each line.
制御部50は、CPU(Central Processing Unit)等の演算処理回路を備え、記憶部60に保持されたプログラムに従って各部を制御する。記憶部60は、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)等の記憶媒体を備える。記憶部60は、制御用のプログラムを保持する他、制御部50による制御の際のワーク領域としても利用される。記憶部60に保持されたプログラムによって、制御部50は、アイリス駆動回路21と、シャッター駆動回路31と、撮像信号処理回路41を制御する。通信部70は、図1に示す外部装置2と通信を行う。 The control unit 50 includes an arithmetic processing circuit such as a CPU (Central Processing Unit) and controls each unit according to a program held in the storage unit 60. The storage unit 60 includes a storage medium such as a ROM (Read Only Memory) or a RAM (Random Access Memory). The storage unit 60 holds a control program and is also used as a work area for control by the control unit 50. The control unit 50 controls the iris driving circuit 21, the shutter driving circuit 31, and the imaging signal processing circuit 41 by the program held in the storage unit 60. The communication unit 70 communicates with the external device 2 shown in FIG.
図3は、撮像素子40の構成を模式的に示す図である。便宜上、図3には、9つの画素に対応する部分の構成が示されているが、実際には、同様の構成が縦方向と横方向に所定の画素数に対応して配置されている。 FIG. 3 is a diagram schematically illustrating the configuration of the image sensor 40. For convenience, FIG. 3 shows the configuration of portions corresponding to nine pixels, but in reality, similar configurations are arranged corresponding to a predetermined number of pixels in the vertical and horizontal directions.
撮像素子40は、各画素に対応する位置にフォトダイオード40aを有する。フォトダイオード40aは、光を受光すると、受光光量に応じた電荷を蓄積する。蓄積された電荷は、増幅器40bによって電圧に変換され、増幅される。増幅された電圧は、スイッチ40cがONにされると、ラインL毎に垂直信号線40dに伝送される。伝送された電圧は、垂直信号線40d毎に配置されている列回路40eにより一時的に保管される。保管された電圧は、列選択スイッチ40fがONにされると、水平信号線40gに送られる。そして、水平信号線40gに送られた電圧は、撮像信号処理回路41に送られる。このように、撮像素子40では、ラインL毎に電圧信号が送信される。 The image sensor 40 has a photodiode 40a at a position corresponding to each pixel. When the photodiode 40a receives light, the photodiode 40a accumulates charges according to the amount of received light. The accumulated electric charge is converted into a voltage by the amplifier 40b and amplified. The amplified voltage is transmitted to the vertical signal line 40d for each line L when the switch 40c is turned on. The transmitted voltage is temporarily stored by the column circuit 40e arranged for each vertical signal line 40d. The stored voltage is sent to the horizontal signal line 40g when the column selection switch 40f is turned on. Then, the voltage sent to the horizontal signal line 40g is sent to the imaging signal processing circuit 41. As described above, the image sensor 40 transmits a voltage signal for each line L.
また、撮像素子40は、ラインLごとに、フォトダイオード40aに対する電荷の蓄積が行われるよう制御される。つまり、一つのラインL上のフォトダイオード40aが、所定の期間、電荷の蓄積が可能な状態に設定され、この期間が経過すると、このラインL上の各フォトダイオード40aに生じた電荷が出力される。この制御が、最上段のラインLから最下段のラインLに向かって順番に行われる。ラインLが電荷の蓄積が可能な状態にあるときに、ラインL上のフォトダイオード40aに光が照射されると、照射された光の光量に応じた電荷が、当該ライン上の各フォトダイオード40aに蓄積される。こうして蓄積された電荷が、上記のようにラインL毎に読み出され、電圧信号に変換されて、撮像信号処理回路41に出力される。 Further, the image pickup device 40 is controlled so that charge is stored in the photodiode 40a for each line L. That is, the photodiode 40a on one line L is set in a state in which charge can be accumulated for a predetermined period, and after this period, the charge generated in each photodiode 40a on the line L is output. The This control is sequentially performed from the uppermost line L to the lowermost line L. When light is irradiated to the photodiode 40a on the line L when the line L is in a state where charge can be accumulated, the charge corresponding to the amount of the irradiated light is changed to each photodiode 40a on the line. Accumulated in. The charges accumulated in this way are read for each line L as described above, converted into a voltage signal, and output to the imaging signal processing circuit 41.
以下、各ラインが電荷の蓄積が可能な状態に設定される期間のことを「電荷蓄積期間」と称する。 Hereinafter, a period in which each line is set in a state where charge can be accumulated is referred to as a “charge accumulation period”.
図2に戻り、撮像信号処理回路41は、撮像素子40上の各ラインを順番に電荷蓄積期間に設定し、ライン毎に、電荷の読み出しを行う。撮像信号処理回路41は、A/D変換回路を備え、水平信号線40g(図3参照)を介して撮像素子40から供給されるライン毎の電圧信号をデジタル信号に変換して、制御部50に出力する。制御部50は、撮像信号処理回路41から供給されたデジタル信号(輝度信号)を記憶部60に記憶させる。こうして、撮像信号処理回路41から出力された全ライン分(1フレーム分)の輝度信号から1枚の撮像画像が構成される。 Returning to FIG. 2, the imaging signal processing circuit 41 sequentially sets each line on the imaging element 40 to the charge accumulation period, and reads out the charge for each line. The imaging signal processing circuit 41 includes an A / D conversion circuit, converts a voltage signal for each line supplied from the imaging element 40 via the horizontal signal line 40g (see FIG. 3) into a digital signal, and controls the control unit 50. Output to. The control unit 50 stores the digital signal (luminance signal) supplied from the imaging signal processing circuit 41 in the storage unit 60. In this way, one captured image is formed from the luminance signals for all lines (for one frame) output from the imaging signal processing circuit 41.
図4(a)、(b)は、撮像素子40の読み出し制御を説明する図である。図4(a)は、通常の速度で各ラインから電荷の読み出しを行う場合の制御(以下、「通常読み出しモード」という)を模式的に示す図であり、図4(b)は、高速で各ラインから電荷の読み出しを行う場合の制御(以下、「高速読み出しモード」という)を模式的に示す図である。 FIGS. 4A and 4B are diagrams illustrating the reading control of the image sensor 40. FIG. 4A is a diagram schematically showing control (hereinafter referred to as “normal read mode”) in the case where charges are read from each line at a normal speed, and FIG. It is a figure which shows typically the control (henceforth "high-speed read mode") in the case of reading an electric charge from each line.
図4(a)、(b)の左側には、撮像素子40の受光面と各ラインLが模式的に示されている。ここでは、最上段のラインLがL0とされ、最下段のラインがLnとされている。また、図4(a)、(b)の右側には、各ラインに対する制御タイミングが模式的に示されている。 On the left side of FIGS. 4A and 4B, the light receiving surface of the image sensor 40 and each line L are schematically shown. Here, the uppermost line L is L0, and the lowermost line is Ln. Also, the control timing for each line is schematically shown on the right side of FIGS. 4 (a) and 4 (b).
図4(a)を参照して、通常読み出しモードでは、最上段のラインL0に対する制御がタイミングt1で開始され、タイミングt2で終了する。1段下のラインL2に対する制御は、タイミングt1よりも所定時間だけ遅れて開始される。こうして、ラインLが下段へと変わる毎に開始タイミングが所定時間ずつ遅れながら、各ラインに対する制御が順番に行われる。最下段のラインLnの開始タイミングは、タイミングt1からΔt遅れたタイミングt2となる。 Referring to FIG. 4A, in the normal read mode, control for the uppermost line L0 starts at timing t1 and ends at timing t2. The control for the line L2 that is one step below starts after a predetermined time from the timing t1. In this way, each time the line L changes to the lower stage, the control for each line is sequentially performed while the start timing is delayed by a predetermined time. The start timing of the lowermost line Ln is a timing t2 delayed by Δt from the timing t1.
最上段のラインL0では、タイミングt1からタイミングt2の間に電荷が蓄積される。たとえば、タイミングt1からタイミングt2の間の期間Δtの全てが電荷蓄積期間とされる。他のラインLに対しても、同様に電荷蓄積期間が設定される。タイミングt1から期間Δtが経過したタイミングt2において、最上段のラインL0に対する電荷の読み出しが実行される。 In the uppermost line L0, charges are accumulated between the timing t1 and the timing t2. For example, the entire period Δt between the timing t1 and the timing t2 is the charge accumulation period. The charge accumulation period is similarly set for the other lines L. At the timing t2 when the period Δt has elapsed from the timing t1, the charge is read from the uppermost line L0.
2段目のラインL1については、タイミングt1から所定の時間遅れたタイミングで電荷の蓄積が開始され、タイミングt2から所定の時間遅れたタイミングで電荷の読み出しが実行される。こうして、ラインLが変わる毎に、電荷蓄積の開始タイミングが所定時間ずつ遅れ、電荷読み出しの実行タイミングも所定時間ずつ遅れる。最下段のラインLnに対する電荷蓄積の開始タイミングは、タイミングt1からΔt遅れたタイミングt2となり、電荷読み出しの実行タイミングは、タイミングt2からΔt遅れたタイミングt3となる。 For the second-stage line L1, charge accumulation is started at a timing delayed by a predetermined time from the timing t1, and charge reading is executed at a timing delayed by a predetermined time from the timing t2. Thus, every time the line L changes, the charge accumulation start timing is delayed by a predetermined time, and the charge read execution timing is also delayed by a predetermined time. The charge accumulation start timing for the lowermost line Ln is a timing t2 delayed by Δt from the timing t1, and the charge read execution timing is a timing t3 delayed by Δt from the timing t2.
このように、通常読み出しモードでは、最上段のラインL0に対する電荷蓄積の終了タイミングが、最下段のラインLnに対する電荷蓄積の開始タイミングとなる。このため、通常読み出しモードでは、全てのラインの電荷蓄積期間が重なり合う期間が生じることはない。 Thus, in the normal read mode, the charge accumulation end timing for the uppermost line L0 is the charge accumulation start timing for the lowermost line Ln. For this reason, in the normal read mode, a period in which the charge accumulation periods of all lines overlap does not occur.
図4(b)を参照して、高速読み出しモードでは、各ラインLに対する電荷の読み出し速度が高められることにより、ラインL間の制御開始タイミングのズレ量が通常読み出しモードに比べて短縮される。図4(b)の例では、ラインL間の制御開始タイミングのズレ量が通常読み出しモードに比べて半分に低減されている。このため、最下段のラインLnに対する制御の開始タイミングは、最上段のラインL0に対する制御の開始タイミングt1からΔt/2だけ遅れるに留まる。 Referring to FIG. 4B, in the high-speed read mode, the amount of deviation of the control start timing between the lines L is shortened compared to the normal read mode by increasing the charge read speed for each line L. In the example of FIG. 4B, the shift amount of the control start timing between the lines L is reduced by half compared to the normal read mode. Therefore, the control start timing for the lowermost line Ln is delayed by Δt / 2 from the control start timing t1 for the uppermost line L0.
各ラインLに対する電荷の読み出し速度は、各ラインの電荷信号を標本化(A/D変換)する際のビット数を、通常読み出しモード時のビット数よりも削減することにより、高速化される。この処理は、図2の制御部50による制御のもと、撮像信号処理回路41によって行われる。高速読み出しモードでは、このように標本化ビット数が削減されるため、通常読み出しモードに比べて、若干、撮像画像の画質が劣化する。しかし、この劣化は、監視カメラ等の用途では、視認性に特に問題がない程度のものである。または、撮像素子40および撮像信号処理回路41の改善、高速化により、同等の標本化ビット数にとどめることも可能である。 The charge reading speed for each line L is increased by reducing the number of bits when sampling (A / D conversion) the charge signal of each line, compared to the number of bits in the normal reading mode. This process is performed by the imaging signal processing circuit 41 under the control of the control unit 50 in FIG. In the high-speed readout mode, the number of sampling bits is reduced in this way, so that the image quality of the captured image is slightly degraded as compared with the normal readout mode. However, this deterioration is such that there is no particular problem in visibility in applications such as surveillance cameras. Alternatively, the number of sampling bits can be reduced to the same number by improving and speeding up the imaging device 40 and the imaging signal processing circuit 41.
このように、撮像素子40に対する制御モードを高速読み出しモードに設定することにより、図4(b)に示すように、全てのラインの電荷蓄積期間が互いに重なり合う重複蓄積期間が生じる。そして、この重複蓄積期間に露光を行うことにより、各ラインLに、同じタイミングで目標領域からの光が照射され、全てのラインL上のフォトダイオード40aに、同じタイミングおよび露光量で、電荷が蓄積されるようになる。このため、高速で移動する被写体の撮像画像に歪みが生じることを抑制できる。つまり、ローリングシャッター現象が抑制され、撮像素子40を用いたグローバルシャッター機能が実現される。 As described above, by setting the control mode for the image sensor 40 to the high-speed reading mode, as shown in FIG. 4B, an overlapping accumulation period in which the charge accumulation periods of all the lines overlap with each other occurs. Then, by performing exposure during this overlapping accumulation period, each line L is irradiated with light from the target region at the same timing, and charges are applied to the photodiodes 40a on all the lines L at the same timing and exposure amount. It will be accumulated. For this reason, it can suppress that distortion arises in the picked-up image of the to-be-photographed subject. That is, the rolling shutter phenomenon is suppressed, and a global shutter function using the image sensor 40 is realized.
本実施形態では、撮像素子40の制御モードが、高速読み出しモードに設定される。そして、重複蓄積期間において、液晶シャッター30が開放されて、目標領域からの光が撮像素子40に導かれる。具体的には、図2の制御部50は、重複蓄積期間中の所定のタイミングにおいて、レンズ10で集光された光が撮像素子40の受光面に照射されるように、液晶シャッター30を開閉させる。制御部50は、シャッター駆動回路31に液晶シャッター30に対する電圧の印加を中止させて液晶シャッター30を開放し、その後、所定の時間幅で、再び、液晶シャッター駆動回路31に液晶シャッター30に対する電圧の印加を開始させて液晶シャッター30を閉じる。こうして、たとえば、図4(b)に示すように、重複蓄積期間内に、撮像素子40に光を導くための露光期間が設定される。 In the present embodiment, the control mode of the image sensor 40 is set to the high-speed reading mode. In the overlapping accumulation period, the liquid crystal shutter 30 is opened, and light from the target area is guided to the image sensor 40. Specifically, the control unit 50 in FIG. 2 opens and closes the liquid crystal shutter 30 so that the light collected by the lens 10 is irradiated onto the light receiving surface of the image sensor 40 at a predetermined timing during the overlapping accumulation period. Let The control unit 50 causes the shutter drive circuit 31 to stop applying the voltage to the liquid crystal shutter 30 to open the liquid crystal shutter 30, and then again, the voltage of the voltage to the liquid crystal shutter 30 is applied to the liquid crystal shutter drive circuit 31 again with a predetermined time width. Application is started and the liquid crystal shutter 30 is closed. Thus, for example, as shown in FIG. 4B, an exposure period for guiding light to the image sensor 40 is set within the overlapping accumulation period.
ところで、図1(a)、(b)に示すように、撮像装置1が交差点を撮像するように設置される場合、撮像装置1で撮像された撮像画像が、交差点で発生した交通事故等の検証に用いられる。この場合、事故を起こした車両の運転者や同乗者を円滑に確認できることが望ましい。しかしながら、交差点は、日中、太陽光に晒されるため、車両6のフロントガラスで太陽光が反射され、この反射によって、車内の視認性が顕著に低下する。こうなると、撮像装置1により撮像された画像によって車両の運転者や同乗者を確認することが困難となる。 By the way, as shown in FIGS. 1A and 1B, when the imaging device 1 is installed so as to capture an intersection, the captured image captured by the imaging device 1 is a traffic accident or the like that occurs at the intersection. Used for verification. In this case, it is desirable that the driver or passenger of the vehicle that has caused the accident can be confirmed smoothly. However, since the intersection is exposed to sunlight during the day, sunlight is reflected by the windshield of the vehicle 6, and the visibility inside the vehicle is significantly reduced due to this reflection. If it becomes like this, it will become difficult to confirm the driver | operator and passenger of a vehicle with the image imaged by the imaging device 1. FIG.
そこで、本実施形態では、日中であっても良好な撮像画像を取得するための構成が、撮像装置1に設けられている。以下、この構成について説明する。 Therefore, in the present embodiment, the imaging apparatus 1 is provided with a configuration for acquiring a good captured image even during the daytime. Hereinafter, this configuration will be described.
まず、図5(a)、(b)を参照して、フロントガラスによる太陽光の反射作用について説明する。 First, with reference to FIG. 5 (a), (b), the sunlight reflecting effect by a windshield is demonstrated.
図5(a)は、P偏光の光とS偏光の光の反射特性を示すグラフである。図5(b)は、フロントガラス等の反射面に対する光線の入射と反射の状況を模式的に示す図である。 FIG. 5A is a graph showing reflection characteristics of P-polarized light and S-polarized light. FIG. 5B is a diagram schematically showing the incidence and reflection of light rays on a reflecting surface such as a windshield.
ここで、P偏光とは、図5(b)に示すように光線が反射面に入射して反射する場合に、入射光線と反射光線の両方を含む面(入射面)に偏光方向が平行である偏光状態のことである。また、S偏光とは、上記面(入射面)に偏光方向が垂直である偏光状態のことである。 Here, P-polarized light means that when a light ray is incident on the reflection surface and reflected as shown in FIG. 5B, the polarization direction is parallel to a surface (incident surface) including both the incident light beam and the reflected light beam. It is a certain polarization state. S-polarized light is a polarization state in which the polarization direction is perpendicular to the plane (incident plane).
一般に、反射面に立てた法線に対する入射光の角度(入射角)θと、P偏光およびS偏光の反射率との関係は、図5(a)のようになる。図5のグラフにおいて、横軸は入射角θであり、縦軸は反射率である。縦軸は、最大値を1として規格化されている。 In general, the relationship between the angle of incident light (incident angle) θ with respect to the normal line standing on the reflecting surface and the reflectance of P-polarized light and S-polarized light is as shown in FIG. In the graph of FIG. 5, the horizontal axis is the incident angle θ, and the vertical axis is the reflectance. The vertical axis is standardized with a maximum value of 1.
図5(a)に示すように、反射面における反射光は、S偏光の成分が支配的になっている。したがって、フロントガラスにおける光の反射光も、S偏光成分が支配的となる。よって、撮像の際に、フロントガラスによって反射されるS偏光成分を除去すれば、撮像画像に対するフロントガラスの反射の影響を抑制でき、車内の視認性を向上させることができる。 As shown in FIG. 5A, the S-polarized light component is dominant in the reflected light on the reflecting surface. Accordingly, the S-polarized component is dominant in the reflected light of the windshield. Therefore, when the S-polarized light component reflected by the windshield is removed during imaging, the influence of the windshield reflection on the captured image can be suppressed, and the visibility inside the vehicle can be improved.
ここで、フロントガラスは、略鉛直方向から所定角度だけ水平方向に傾いており、太陽光は、上方からフロントガラスに入射する。したがって、フロントガラスにおける反射光のS偏光成分は、その偏光方向が略水平方向に略平行となる。本実施形態では、このS偏光成分を除去するように液晶シャッター30が構成されている。 Here, the windshield is inclined in a horizontal direction by a predetermined angle from a substantially vertical direction, and sunlight enters the windshield from above. Therefore, the polarization direction of the S-polarized light component of the reflected light on the windshield is substantially parallel to the substantially horizontal direction. In the present embodiment, the liquid crystal shutter 30 is configured to remove this S-polarized component.
図6(a)、(b)は、液晶シャッター30の構成および作用を模式的に示す図である。 6A and 6B are diagrams schematically showing the configuration and operation of the liquid crystal shutter 30. FIG.
図6(a)に示すように、液晶シャッター30は、入射側偏光板301と、2つの電極302、303と、出射側偏光板304とを備えている。2つの電極302、303の間に液晶が充填されている。305は、液晶分子である。入射側偏光板301の偏光軸301aと出射側偏光板304の偏光軸304aは、互いに直交している。入射側偏光板301は、偏光方向が偏光軸301aに平行な光のみを透過し、出射側偏光板304は、偏光方向が偏光軸304aに平行な光のみを透過する。 As shown in FIG. 6A, the liquid crystal shutter 30 includes an incident side polarizing plate 301, two electrodes 302 and 303, and an output side polarizing plate 304. Liquid crystal is filled between the two electrodes 302 and 303. Reference numeral 305 denotes liquid crystal molecules. The polarization axis 301a of the incident side polarizing plate 301 and the polarization axis 304a of the output side polarizing plate 304 are orthogonal to each other. The incident side polarizing plate 301 transmits only light whose polarization direction is parallel to the polarization axis 301a, and the output side polarizing plate 304 transmits only light whose polarization direction is parallel to the polarization axis 304a.
図6(a)に示すように電極302、303に電圧が印加されていない場合、レンズ10(図2参照)を介して取り込まれた光は、偏光方向が偏光軸301aに平行な光成分のみが入射側偏光板301を透過する。この光成分は、液晶を通過する間に、液晶分子305によって偏光方向が90度回転される。すなわち、液晶分子305は、電極302、303に電圧が印加されていない状態において、このように偏光方向を90度回転させる作用を光に与えるように配向している。こうして、入射側偏光板301を透過した光成分の偏光方向は、液晶分子305の作用により、出射側偏光板304の偏光軸304aと平行になる。これにより、この光成分は、出射側偏光板304を透過し、撮像素子40(図2参照)へと導かれる。 As shown in FIG. 6A, when no voltage is applied to the electrodes 302 and 303, the light taken in through the lens 10 (see FIG. 2) has only a light component whose polarization direction is parallel to the polarization axis 301a. Is transmitted through the incident-side polarizing plate 301. While the light component passes through the liquid crystal, the polarization direction is rotated by 90 degrees by the liquid crystal molecules 305. That is, the liquid crystal molecules 305 are aligned so as to give the light the action of rotating the polarization direction by 90 degrees in a state where no voltage is applied to the electrodes 302 and 303. Thus, the polarization direction of the light component transmitted through the incident side polarizing plate 301 becomes parallel to the polarization axis 304 a of the outgoing side polarizing plate 304 by the action of the liquid crystal molecules 305. As a result, this light component is transmitted through the exit-side polarizing plate 304 and guided to the image sensor 40 (see FIG. 2).
図6(b)に示すように電極302、303に電圧が印加されると、液晶分子305が一方向に並ぶ。このため、入射側偏光板301を透過した光成分は、偏光方向が回転されることなく出射側偏光板304へと到達する。したがって、この光成分の偏光方向は、出射側偏光板304の偏光軸304aに直交する。このため、この光成分は、出射側偏光板304によって遮断され、撮像素子40(図2参照)へは導かれない。 As shown in FIG. 6B, when a voltage is applied to the electrodes 302 and 303, the liquid crystal molecules 305 are aligned in one direction. For this reason, the light component which permeate | transmitted the incident side polarizing plate 301 reaches | attains the output side polarizing plate 304, without rotating a polarization direction. Therefore, the polarization direction of this light component is orthogonal to the polarization axis 304 a of the exit side polarizing plate 304. For this reason, this light component is blocked by the output-side polarizing plate 304 and is not guided to the image sensor 40 (see FIG. 2).
このように、液晶シャッター30は、電極302、303に電圧を印加しない状態において光を透過し、電極302、303に電圧を印加した状態において光を遮断する。図2の制御部50は、図4(b)の露光期間において電極302、303に対する電圧の印加を解除し、その他の期間において電極302、303に電圧を印加する。これにより、重複蓄積期間内の露光期間において、目標領域からの光が撮像素子40に導かれる。 As described above, the liquid crystal shutter 30 transmits light when no voltage is applied to the electrodes 302 and 303, and blocks light when a voltage is applied to the electrodes 302 and 303. The control unit 50 in FIG. 2 cancels the application of the voltage to the electrodes 302 and 303 in the exposure period of FIG. 4B, and applies the voltage to the electrodes 302 and 303 in the other periods. Thereby, light from the target area is guided to the image sensor 40 during the exposure period within the overlapping accumulation period.
本実施形態では、入射側偏光板301の偏光軸301aの方向を調整することにより、フロントガラスで反射されたS偏光成分の光が入射側偏光板301によって遮断される。 In the present embodiment, by adjusting the direction of the polarization axis 301 a of the incident side polarizing plate 301, the light of the S polarization component reflected by the windshield is blocked by the incident side polarizing plate 301.
図7は、撮像装置1の装置本体101と入射側偏光板301および撮像素子40の位置関係を模式的に示す正面図である。 FIG. 7 is a front view schematically showing the positional relationship between the apparatus main body 101 of the imaging apparatus 1, the incident-side polarizing plate 301, and the imaging element 40.
図7に示すように、液晶シャッター30は、装置本体101の上下方向が入射側偏光板301の偏光軸301aに平行または略平行となるように配置されている。ここで、撮像装置1は、図1に示すように、装置本体101の上下方向が鉛直方向に沿うように設置される。したがって、装置本体101の上下方向が入射側偏光板301の偏光軸301aに平行または略平行となるように液晶シャッター30が配置されると、入射側偏光板301の偏光軸301aは、水平面に垂直な面に略平行となる。 As shown in FIG. 7, the liquid crystal shutter 30 is arranged so that the vertical direction of the apparatus main body 101 is parallel or substantially parallel to the polarization axis 301 a of the incident side polarizing plate 301. Here, as shown in FIG. 1, the imaging apparatus 1 is installed such that the vertical direction of the apparatus main body 101 is along the vertical direction. Therefore, when the liquid crystal shutter 30 is arranged so that the vertical direction of the apparatus main body 101 is parallel or substantially parallel to the polarization axis 301a of the incident side polarizing plate 301, the polarizing axis 301a of the incident side polarizing plate 301 is perpendicular to the horizontal plane. It is almost parallel to a flat surface.
これに対し、上記のように、車両のフロントガラスによって反射された光のうち、S偏光成分の偏光方向Rsは水平方向となっており、P偏光成分の偏光方向Rpは偏光方向Rsに垂直となっている。したがって、上記のように偏光軸301aが装置本体101の上下方向に平行または略平行となるように入射側偏光板301が配置されると、フロントガラスによって反射されたS偏光成分の光の偏光方向Rsは、入射側偏光板301の偏光軸301aに略垂直となる。このため、フロントガラスによって反射されたS偏光成分は、入射側偏光板301によって遮断され、P偏光成分のみが入射側偏光板301を透過する。これにより、フロントガラスによって反射された光において支配的となるS偏光成分が、入射側偏光板301によって除外される。 On the other hand, as described above, of the light reflected by the vehicle windshield, the polarization direction Rs of the S polarization component is horizontal, and the polarization direction Rp of the P polarization component is perpendicular to the polarization direction Rs. It has become. Therefore, when the incident-side polarizing plate 301 is arranged so that the polarization axis 301a is parallel or substantially parallel to the vertical direction of the apparatus main body 101 as described above, the polarization direction of the S-polarized light component reflected by the windshield. Rs is substantially perpendicular to the polarization axis 301 a of the incident-side polarizing plate 301. For this reason, the S-polarized light component reflected by the windshield is blocked by the incident-side polarizing plate 301, and only the P-polarized light component is transmitted through the incident-side polarizing plate 301. As a result, the S-polarized component that is dominant in the light reflected by the windshield is excluded by the incident-side polarizing plate 301.
このように、本実施形態では、フロントガラスによって反射された光において支配的となるS偏光成分が入射側偏光板301によって除外されるため、撮像画像におけるフロントガラスの反射の影響が抑制される。これにより、車内の視認性を高めることができる。 As described above, in this embodiment, the S-polarized component that is dominant in the light reflected by the windshield is excluded by the incident-side polarizing plate 301, so that the influence of the windshield reflection in the captured image is suppressed. Thereby, the visibility in a vehicle can be improved.
図8(a)は、上記実施形態の構成を備えた撮像装置1により車両のフロントガラスを実際に撮像した撮像画像を示す図である。図8(b)は、一般のカメラ(比較例)により車両のフロントガラスを実際に撮像した撮像画像を示す図である。 FIG. 8A is a diagram illustrating a captured image obtained by actually capturing the windshield of the vehicle by the imaging apparatus 1 having the configuration of the above embodiment. FIG. 8B is a diagram illustrating a captured image obtained by actually capturing the windshield of the vehicle using a general camera (comparative example).
図8(b)に示すように、一般のカメラ(比較例)により車両のフロントガラスを撮像した撮像画像では、フロントガラスにおける太陽光の反射により、車内が略視認できない状況となっている。 As shown in FIG. 8B, in the captured image obtained by capturing the windshield of the vehicle with a general camera (comparative example), the interior of the vehicle cannot be visually recognized due to the reflection of sunlight on the windshield.
これに対し、上記実施形態の構成を備えた撮像装置1により車両のフロントガラスを撮像した撮像画像では、図8(a)に示すように、フロントガラスにおける太陽光の反射が効果的に抑制され、車内を良好に確認できる程度にまで撮像画像の視認性が向上している。この検証結果から、上記実施形態の構成による視認性の向上効果が確認された。 On the other hand, in the captured image obtained by imaging the windshield of the vehicle by the imaging device 1 having the configuration of the above embodiment, the reflection of sunlight on the windshield is effectively suppressed as shown in FIG. The visibility of the captured image is improved to such an extent that the inside of the vehicle can be satisfactorily confirmed. From this verification result, the improvement effect of the visibility by the structure of the said embodiment was confirmed.
<実施形態の効果>
本実施形態によれば、以下の効果が奏される。
<Effect of embodiment>
According to this embodiment, the following effects are produced.
車両のフロントガラスで反射されたS偏光の光成分が入射側偏光板301によって遮光される。このため、太陽光が車両のフロントガラスで反射することにより車内の視認性が低下することが抑制される。よって、日中であっても、車内を円滑に確認可能な撮像画像を取得できる。 The light component of S-polarized light reflected by the vehicle windshield is shielded by the incident-side polarizing plate 301. For this reason, it is suppressed that the visibility in a vehicle falls because sunlight reflects with the windshield of a vehicle. Therefore, it is possible to acquire a captured image that allows smooth confirmation of the interior of the vehicle even during the daytime.
撮像素子40は、ラインごとに受光光量に応じた電荷を蓄積および出力する構成となっており、制御部50は、撮像素子40上の各ラインにおける電荷蓄積期間の一部が互いに重なり合うように撮像素子40を制御する。また、制御部50は、全てのラインについて電荷蓄積期間が互いに重なり合う重複蓄積期間内において、液晶シャッター30を開放する。これにより、重複蓄積期間中に撮像素子40が露光されるため、全てのラインに対して、同じタイミングおよび露光期間で、目標領域の光が撮像素子40に照射される。このため、高速で移動する被写体が目標領域に含まれる場合も、被写体の撮像画像に歪みが生じることがない。 The image sensor 40 is configured to store and output charges corresponding to the amount of received light for each line, and the control unit 50 captures images so that a part of the charge accumulation period in each line on the image sensor 40 overlaps each other. The element 40 is controlled. In addition, the control unit 50 opens the liquid crystal shutter 30 in the overlapping accumulation period in which the charge accumulation periods overlap each other for all lines. Thereby, since the image sensor 40 is exposed during the overlapping accumulation period, the light of the target region is irradiated to the image sensor 40 at the same timing and exposure period for all lines. For this reason, even when a subject moving at high speed is included in the target area, the captured image of the subject is not distorted.
本態様に係る撮像装置において、前記イメージセンサは、高速に信号を出力する高速読み出しモードの機能を有し、前記イメージセンサ制御部は、前記イメージセンサに対する制御モードを前記高速読み出しモードに設定することにより、前記重複蓄積期間を生じさせる。この構成によれば、高速読み出しモードを用いて撮像画像の歪みが抑制されるため、撮像画像のフレーム転送レートを維持しながら、被写体の歪みを抑制することができる。 In the imaging device according to this aspect, the image sensor has a function of a high-speed reading mode that outputs a signal at high speed, and the image sensor control unit sets a control mode for the image sensor to the high-speed reading mode. Causes the overlap accumulation period. According to this configuration, since the distortion of the captured image is suppressed using the high-speed reading mode, it is possible to suppress the distortion of the subject while maintaining the frame transfer rate of the captured image.
<変更例>
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら制限されるものではなく、また、本発明の実施の形態も、上記以外に種々の変更が可能である。
<Example of change>
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications other than the above can be made in the embodiments of the present invention.
たとえば、上記実施形態では、図4(b)に示すように、撮像素子40の制御モードを高速読み出しモードに設定することによって、重複蓄積期間が生成されたが、図9(b)に示すように、撮像素子40の制御モードを低速モードに設定することによって、重複蓄積期間が生成されても良い。低速モードでは、各ラインの撮像期間が図9(a)に示す通常読み出しモードの2倍、すなわち2Δtに設定される。この場合も、液晶シャッター30は、たとえば、重複蓄積期間に開放されるように制御される。すなわち、重複蓄積期間内に、撮像素子40に光を導くための露光期間が設定される。このように露光期間が設定されることにより、高速で移動する被写体が目標領域に含まれる場合も、被写体の撮像画像に歪みが生じることがない。 For example, in the above embodiment, as shown in FIG. 4B, the overlapping accumulation period is generated by setting the control mode of the image sensor 40 to the high-speed readout mode, but as shown in FIG. 9B. In addition, the overlapping accumulation period may be generated by setting the control mode of the image sensor 40 to the low speed mode. In the low speed mode, the imaging period of each line is set to twice the normal readout mode shown in FIG. 9A, that is, 2Δt. Also in this case, the liquid crystal shutter 30 is controlled so as to be opened during the overlapping accumulation period, for example. That is, an exposure period for guiding light to the image sensor 40 is set within the overlapping accumulation period. By setting the exposure period in this way, even when a subject moving at high speed is included in the target area, the captured image of the subject is not distorted.
また、上記実施形態では、液晶シャッター30として、ノーマリーホワイト方式の特性を有する液晶シャッターが用いられたが、ノーマリーブラック方式の特性を有する液晶シャッターが液晶シャッター30として用いられてもよい。 In the above embodiment, a liquid crystal shutter having normally white characteristics is used as the liquid crystal shutter 30, but a liquid crystal shutter having normally black characteristics may be used as the liquid crystal shutter 30.
ノーマリーブラック方式の特性を有する液晶シャッター30が用いられる場合、電極302、303に電圧を印加しない状態において、図6(b)に示すように液晶分子305が配向し、目標領域からの光が出射側偏光板304によって遮断される。また、電極302、303に電圧を印加した状態では、図6(a)に示すように液晶分子305が配向し、目標領域からの光が出射側偏光板304を透過する。 When the liquid crystal shutter 30 having a normally black characteristic is used, the liquid crystal molecules 305 are aligned as shown in FIG. 6B in a state where no voltage is applied to the electrodes 302 and 303, and light from the target region is emitted. It is blocked by the output side polarizing plate 304. In a state where a voltage is applied to the electrodes 302 and 303, the liquid crystal molecules 305 are aligned as shown in FIG. 6A, and light from the target region is transmitted through the emission side polarizing plate 304.
このように、ノーマリーブラック方式の特性を有する液晶シャッター30が用いられる場合にも、上記実施形態と同様、装置本体101の上下方向が入射側偏光板301の偏光軸301aに平行または略平行となるように入射側偏光板301を配置することにより、車両のフロントガラスで反射されたS偏光の光が入射側偏光板301によって遮光される。このため、太陽光が車両のフロントガラスで反射することにより車内の視認性が低下することが抑制される。よって、日中であっても、車内を円滑に確認可能な撮像画像を取得できる。 Thus, when the liquid crystal shutter 30 having normally black characteristics is used, the vertical direction of the apparatus main body 101 is parallel or substantially parallel to the polarization axis 301a of the incident-side polarizing plate 301, as in the above embodiment. By arranging the incident-side polarizing plate 301 so that the S-polarized light reflected by the vehicle windshield is blocked by the incident-side polarizing plate 301. For this reason, it is suppressed that the visibility in a vehicle falls because sunlight reflects with the windshield of a vehicle. Therefore, it is possible to acquire a captured image that allows smooth confirmation of the interior of the vehicle even during the daytime.
ただし、以下の理由から、液晶シャッター30として、ノーマリーブラック方式の特性を有する液晶シャッターよりも、ノーマリーホワイト方式の特性を有する液晶シャッターを用いることが好ましい。 However, for the following reasons, it is preferable to use a liquid crystal shutter having normally white characteristics as a liquid crystal shutter 30 rather than a liquid crystal shutter having normally black characteristics.
液晶シャッター30は、液晶の特性によって、電圧印加の開始時と電圧印加の中止時における透過率の変化速度が異なる。一般に、液晶は、電圧を印加したときの透過率の変化速度は速いものの、電圧の印加を中止したときの透過率の変化速度は緩やかである。これは、電圧の印加を中止したときの透過率の変化速度は液晶の粘度に依存し、液晶の並びが元の方向に戻るのに時間を要するためである。 The liquid crystal shutter 30 has different transmittance changing speeds at the start of voltage application and the stop of voltage application depending on the characteristics of the liquid crystal. In general, the change rate of transmittance when a voltage is applied to a liquid crystal is fast, but the change rate of the transmittance when a voltage application is stopped is slow. This is because the rate of change of transmittance when voltage application is stopped depends on the viscosity of the liquid crystal, and it takes time for the alignment of the liquid crystal to return to the original direction.
このような液晶の特性により、たとえば、電圧が印加されていない状態では透過率が低く、電圧が印加されると透過率が高くなる、いわゆる、ノーマリーブラック方式の液晶シャッターでは、電圧の印加を開始すると速やかに透過率が最大となるが、電圧の印加を中止しても、なかなか透過率が最小値に戻らない。このため、ノーマリーブラック方式の液晶シャッターを液晶シャッター30として用いると、撮像素子40に対する露光時間が所期の長さより長くなり、これにより、被写体の撮像画像にブレが生じやすくなる。 Due to the characteristics of the liquid crystal, for example, in a so-called normally black liquid crystal shutter, the transmittance is low when no voltage is applied, and the transmittance is high when a voltage is applied. The transmittance is maximized immediately after starting, but the transmittance does not easily return to the minimum value even when the voltage application is stopped. For this reason, when a normally black liquid crystal shutter is used as the liquid crystal shutter 30, the exposure time for the image sensor 40 becomes longer than the expected length, and this tends to cause blur in the captured image of the subject.
これに対し、電圧が印加されていない状態で透過率が最大となり、電圧が印加されると透過率が低くなる、いわゆる、ノーマリーホワイト方式の液晶シャッターでは、電圧の印加を中断した後、緩やかに透過率が最大となるが、電圧の印加を開始すると、速やかに透過率が最小値に戻る。このため、ノーマリーホワイト方式の液晶シャッターを液晶シャッター30として用いると、撮像素子40に対する露光時間が所期の時間よりも長くなることがなく、被写体の撮像画像にブレが生じることを効果的に抑制できる。 On the other hand, in the so-called normally white type liquid crystal shutter, the transmittance is maximum when no voltage is applied and the transmittance is lowered when the voltage is applied. However, when the voltage application is started, the transmittance quickly returns to the minimum value. For this reason, when a normally white liquid crystal shutter is used as the liquid crystal shutter 30, the exposure time for the image sensor 40 does not become longer than the expected time, and it is effective that the captured image of the subject is blurred. Can be suppressed.
以上の理由から、上記実施形態のように、液晶シャッター30としてノーマリーホワイト方式の液晶シャッターを用いることが好ましい。これにより、被写体の撮像画像にブレが生じることを効果的に抑制することができる。 For the above reasons, it is preferable to use a normally white liquid crystal shutter as the liquid crystal shutter 30 as in the above embodiment. Thereby, it is possible to effectively suppress the occurrence of blurring in the captured image of the subject.
また、上記実施形態では、フロントガラスで反射されたS偏光の光成分が、レンズ10により取り込まれた後、偏光方向が回転することなくそのまま液晶シャッター30に到達するとの想定のもとで、入射側偏光板301の偏光軸301aの方向が設定された。これに対し、仮に、フロントガラスで反射されたS偏光の光成分の偏光方向が、レンズ10により取り込まれた後に所定角度だけ回転するように、レンズ10から液晶シャッター30までの光学系が設計された場合は、フロントガラスで反射されたS偏光の光成分の偏光方向が入射側偏光板301の位置において偏光軸301aに略直交するように、入射側偏光板301の偏光軸301aの方向が調整されればよい。すなわち、装置本体101の上下方向に垂直な偏光方向(水平方向に平行な偏光方向)の光成分が、レンズ10を透過した後、液晶シャッター30の入射側偏光板301によって遮断されるように、入射側偏光板301の偏光軸301aが設定されればよい。これにより、上記実施形態と同様、フロントガラスで反射されたS偏光の光成分を、入射側偏光板301によって除去できる。 Further, in the above-described embodiment, the S-polarized light component reflected by the windshield is incident on the assumption that the polarized light direction reaches the liquid crystal shutter 30 without being rotated after being captured by the lens 10. The direction of the polarization axis 301a of the side polarizing plate 301 was set. In contrast, the optical system from the lens 10 to the liquid crystal shutter 30 is designed so that the polarization direction of the S-polarized light component reflected by the windshield is rotated by a predetermined angle after being captured by the lens 10. In this case, the direction of the polarization axis 301a of the incident side polarizing plate 301 is adjusted so that the polarization direction of the S-polarized light component reflected by the windshield is substantially orthogonal to the polarization axis 301a at the position of the incident side polarizing plate 301. It only has to be done. That is, the light component in the polarization direction perpendicular to the vertical direction of the apparatus main body 101 (polarization direction parallel to the horizontal direction) passes through the lens 10 and is then blocked by the incident-side polarizing plate 301 of the liquid crystal shutter 30. The polarization axis 301a of the incident side polarizing plate 301 may be set. As a result, the S-polarized light component reflected by the windshield can be removed by the incident side polarizing plate 301 as in the above embodiment.
なお、上記実施形態には、撮像装置1により交差点が撮像される例が示されたが、撮像領域は必ずしも交差点でなくとも良く、車両が通過する他の領域であってもよい。 In the above-described embodiment, an example in which an intersection is imaged by the imaging device 1 is shown, but the imaging area is not necessarily an intersection, and may be another area through which a vehicle passes.
また、上記実施形態では、撮像装置1が建物等の外壁や屋上の構造物、電柱等に設置されたが、たとえば、街灯等に撮像装置1の構成が一体的に含められても良い。また、撮像装置1は、監視カメラに限らず、他の撮像装置であっても良い。 Moreover, in the said embodiment, although the imaging device 1 was installed in the outer wall, such as a building, a rooftop structure, an electric pole, etc., the structure of the imaging device 1 may be included in a streetlight etc. integrally, for example. The imaging device 1 is not limited to the monitoring camera, and may be another imaging device.
この他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。 In addition, the embodiment of the present invention can be variously modified as appropriate within the scope of the technical idea shown in the claims.
1 … 撮像装置
10 … レンズ
30 … 液晶シャッター
40 … 撮像素子
50 … 制御部
301 … 入射側偏光板
301a … 偏光軸
304 … 出射側偏光板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Imaging device 10 ... Lens 30 ... Liquid crystal shutter 40 ... Image pick-up element 50 ... Control part 301 ... Incident side polarizing plate 301a ... Polarization axis 304 ... Outgoing side polarizing plate
Claims (4)
目標領域からの光を前記撮像素子に結像させるレンズと、
前記撮像素子に対して前記目標領域側に配置された液晶シャッターと、を備え、
前記液晶シャッターは、入射側偏光板と出射側偏光板を備え、前記装置本体の上下方向に垂直な偏光方向の光成分が、前記レンズを透過した後、前記入射側偏光板によって遮断されるように、前記入射側偏光板の偏光軸が設定されている、
ことを特徴とする撮像装置。 An image sensor;
A lens that focuses light from a target area on the image sensor;
A liquid crystal shutter disposed on the target area side with respect to the image sensor, and
The liquid crystal shutter includes an incident-side polarizing plate and an outgoing-side polarizing plate so that a light component in a polarization direction perpendicular to the vertical direction of the apparatus main body is transmitted by the lens and then blocked by the incident-side polarizing plate. The polarization axis of the incident-side polarizing plate is set,
An imaging apparatus characterized by that.
装置本体の上下方向が前記入射側偏光板の前記偏光軸に略平行となるように、前記入射側偏光板が配置されている、ことを特徴とする撮像装置。 The imaging device according to claim 1,
The imaging apparatus, wherein the incident-side polarizing plate is arranged so that a vertical direction of the apparatus main body is substantially parallel to the polarization axis of the incident-side polarizing plate.
前記撮像素子および前記液晶シャッターを制御する制御部を備え、
前記撮像素子は、ラインごとに受光光量に応じた電荷を蓄積および出力し、
前記制御部は、
前記撮像素子上の各ラインにおける電荷蓄積期間の一部が互いに重なり合うように前記撮像素子を制御し、
全ての前記ラインについて電荷蓄積期間が互いに重なり合う重複蓄積期間内において、前記液晶シャッターを開放する、ことを特徴とする撮像装置。 The imaging device according to claim 1 or 2,
A controller for controlling the image sensor and the liquid crystal shutter;
The imaging device accumulates and outputs charges corresponding to the amount of received light for each line,
The controller is
Controlling the image sensor so that a part of the charge accumulation period in each line on the image sensor overlaps each other;
An imaging apparatus, wherein the liquid crystal shutter is opened in an overlapping accumulation period in which charge accumulation periods of all the lines overlap each other.
前記撮像素子は、高速に信号を出力する高速読み出しモードの機能を有し、
前記制御部は、前記撮像素子に対する制御モードを前記高速読み出しモードに設定することにより、前記重複蓄積期間を生じさせる、
ことを特徴とする撮像装置。 The imaging device according to claim 3.
The image sensor has a function of a high-speed readout mode for outputting a signal at high speed,
The control unit causes the overlap accumulation period by setting a control mode for the image sensor to the high-speed readout mode.
An imaging apparatus characterized by that.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015198237A JP2017073622A (en) | 2015-10-06 | 2015-10-06 | Imaging apparatus |
TW105130436A TWI641266B (en) | 2015-10-06 | 2016-09-21 | Photographic device |
CN201610862500.5A CN106954006A (en) | 2015-10-06 | 2016-09-28 | camera device |
KR1020160128087A KR20170041143A (en) | 2015-10-06 | 2016-10-05 | Imaging device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015198237A JP2017073622A (en) | 2015-10-06 | 2015-10-06 | Imaging apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017073622A true JP2017073622A (en) | 2017-04-13 |
Family
ID=58538763
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015198237A Pending JP2017073622A (en) | 2015-10-06 | 2015-10-06 | Imaging apparatus |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2017073622A (en) |
KR (1) | KR20170041143A (en) |
CN (1) | CN106954006A (en) |
TW (1) | TWI641266B (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019067334A (en) * | 2017-10-05 | 2019-04-25 | 綜合警備保障株式会社 | Traffic guidance system and traffic guidance method |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108566504B (en) * | 2018-05-22 | 2021-01-26 | 京东方科技集团股份有限公司 | A dual camera module, electronic device and image acquisition method thereof |
JP7272927B2 (en) * | 2019-10-15 | 2023-05-12 | 日立Astemo株式会社 | In-vehicle camera system, vehicle, and polarizing element |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5581782A (en) * | 1978-12-18 | 1980-06-20 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Treatment method for flue gas desulfurization waste water |
JP2001061165A (en) * | 1999-08-20 | 2001-03-06 | Sony Corp | Lens device and camera |
JP2001211464A (en) * | 2000-01-26 | 2001-08-03 | Canon Inc | Image pickup device and stereoscopic image pickup device using the same |
CN1971346A (en) * | 2005-11-23 | 2007-05-30 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | Liquid crystal shutter device |
JP5581782B2 (en) | 2009-04-17 | 2014-09-03 | ソニー株式会社 | Imaging device |
KR101710625B1 (en) * | 2010-08-11 | 2017-02-27 | 삼성전자주식회사 | Focusing apparatus, focusing method and medium for recording the focusing method |
JP2012095176A (en) * | 2010-10-28 | 2012-05-17 | Sony Corp | Imaging apparatus, imaging method and program |
JP2013061436A (en) * | 2011-09-13 | 2013-04-04 | Lenovo Singapore Pte Ltd | Electronic device having liquid crystal shutter |
JP5894807B2 (en) | 2012-01-25 | 2016-03-30 | 株式会社日立国際電気 | Surveillance device, surveillance camera system, and video transmission method |
CN202617246U (en) * | 2012-05-25 | 2012-12-19 | 广州市信康科技电子有限公司 | Monitoring camera provided with rotatable lens combined disc |
US9113097B2 (en) * | 2013-02-06 | 2015-08-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Image capturing apparatus that controls performing of short-term and long-term exposures and corresponding read operations, and control method thereof |
JP6104016B2 (en) * | 2013-04-01 | 2017-03-29 | 株式会社日本マイクロニクス | LCD panel inspection equipment |
-
2015
- 2015-10-06 JP JP2015198237A patent/JP2017073622A/en active Pending
-
2016
- 2016-09-21 TW TW105130436A patent/TWI641266B/en not_active IP Right Cessation
- 2016-09-28 CN CN201610862500.5A patent/CN106954006A/en active Pending
- 2016-10-05 KR KR1020160128087A patent/KR20170041143A/en not_active Ceased
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019067334A (en) * | 2017-10-05 | 2019-04-25 | 綜合警備保障株式会社 | Traffic guidance system and traffic guidance method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20170041143A (en) | 2017-04-14 |
TWI641266B (en) | 2018-11-11 |
TW201724839A (en) | 2017-07-01 |
CN106954006A (en) | 2017-07-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9001210B2 (en) | Surveillance camera system | |
WO2010050012A1 (en) | Camera module mounted on a car | |
TWI573097B (en) | Image capturing device applying in movement vehicle and image superimposition method thereof | |
JP2020056839A (en) | Imaging device | |
JP6699898B2 (en) | Processing device, imaging device, and automatic control system | |
JP2020057869A (en) | Imaging apparatus | |
JP2019004424A (en) | Processing apparatus, processing system, method, and program | |
JP2017073622A (en) | Imaging apparatus | |
US11953708B2 (en) | Camera device | |
JP2023046953A (en) | Image processing system, mobile device, image processing method, and computer program | |
JP4289629B2 (en) | Surveillance camera system | |
US9197819B2 (en) | Exposure-suppressing imaging system | |
Rademeyer et al. | Optoelectronic and environmental factors affecting the accuracy of crowd-sourced vehicle-mounted license plate recognition | |
KR100878491B1 (en) | Security camera system and control method | |
JP2001145027A (en) | Image pickup device | |
JP6844055B1 (en) | Surveillance camera | |
JP2023046965A (en) | Image processing system, moving device, image processing method, and computer program | |
JP2014050001A (en) | Imaging display device and imaging method | |
JP2006024120A (en) | Image processing system for vehicle and image processing apparatus | |
JP2013238913A (en) | Charge reception system | |
JP2006005621A (en) | Imaging device | |
JP2006005624A (en) | Imaging device | |
JPH10173973A (en) | Image pickup device | |
JP2016208234A (en) | Imaging device | |
JPH02216133A (en) | Image pickup device |