最も厳しいシーンにおける、自動車の要件に対応するために最適化した、イメージセンサ・プラットフォーム

著者:  Bahman Hadji  - 10-29-2017 

安全性と快適性を追求するドライバー・アシスタンスの需要の拡大とともに、イメージング機能を備えた車載システムの数が急増しています。このような高度なドライバ・アシスタンス・システムにより、アダプティブ・クルーズコントロールや自動緊急ブレーキなどの機能を実現できます。これは、現在米国の新車で搭載が義務付けられているリアビューカメラなどの駐車支援機能、360°のサラウンドビューシステム、ミラーに代わるカメラモニタ・システムなどの新たな機能に加えて搭載されます。

自動車の走行中、イメージセンサにとっての非常に苛酷な動作条件とパラメータが発生することがよくあります。たとえば、カメラの視野へ直射日光が入る最も明るい部分とトンネル内の暗い場所の極端なコントラストにより、140dBを上回るダイナミックレンジに達するシーンなどです。ハイダイナミックレンジ出力でシーンを詳細に撮像することは、ドライバにもADASアルゴリズムに対してもシーンをきちんと示すために不可欠です。このような現実の世界の要因により、イメージング技術で物体や危険を明確に示せない場合、安全性の問題が生じることがあります。

イメージングの問題は、自動車メーカーが車の照明をパルス幅変調のLEDへ移行する最近の傾向、そして同じ技術の使用が電子交通標識や車両メッセージングシステムで増えていることと相まって、さらに複雑化しています。これらのパルス光システムの人気が高まっている理由は、省エネ、照明効果の利点、そしてデザインの美しさにあります。しかし、このようなパルス光は人間の目に見えなくても、特に明るい環境において従来のカメラで撮像されると、パルス光のちらつき(フリッカー)が見えます。これは、ライトが実際に消えていても、カメラがシーンを撮像することがよくあるからです。これにより、電子交通標識の重要な情報が見逃されたり、ドライバの気をそらせたり、車両のヘッドライトのちらつきを緊急車両のライトと混乱させたりなど、ADASアルゴリズムにとって問題になることがあります。

したがって、車載アプリケーションで使用されるイメージセンサにおいて、パルスLED光源により引き起こされるちらつきの問題に対処することが不可欠です。しかし、短時間の「オン」状態中にパルスLEDを撮像するための露出時間が長くなると、光が混在するシーンにおいて必要となる良好なハイダイナミックレンジの性能と矛盾し、明るい場所で画像の過飽和が生じることがあります。この問題に取り組み、LEDフリッカーを軽減してハイダイナミックレンジ出力を実現するためには、シーンの明るい部分を飽和させることなくパルス光源を撮像できる十分な露出を備えた、革新的な高電荷容量のCMOSイメージセンサが必要です。これこそが、オン・セミコンダクターが発表している車載イメージセンサの新しいHayabusa™プラットフォームで、「スーパーエクスポージャ」により従来の車載イメージセンサの5倍以上の露出を実現しています。

Hayabusaプラットフォームは、1Mp~5Mpのイメージセンサファミリで、上記のイメージング問題に対応した共通のピクセル、設計、リアルタイムの機能安全アーキテクチャにより、さまざまなアプリケーションに利用できます。プラットフォーム・ベースのアプローチのもう1つの利点は、設計を簡素化し、市場投入までの期間を短縮し、自動車メーカーのさまざまな車種にまたがってスケーラビリティを最適化できることです。これにより技術者は、開発作業とデータ収集を1つのセンサで行い、その結果を活用して、全く新しい開発を行うことなく別の異なるソリューションに移植することで、時間とコストのかかる設計作業の繰り返しを回避できます。

Tags:Automotive, CMOS, Image Sensor, CMOS Image Sensor
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