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OmniVision、フリッカ抑Uと広いダイナミックレンジを両立させたISP

OmniVision Technologiesは、チラつきのHいLEDヘッドランプやテールランプでもO動認識できるビデオ信・廛蹈札奪OAX4010を化した。このISP(Image Signal Processor)はクルマx場を狙い、LEDフリッカ(チラつき)を抑Uしながらもダイナミックレンジが120dBと広いことが長だ。同社Z載担当シニアマーケティングマネージャーのKevin Changにその詳細を聞いた。

図1 OmniVision Z載担当シニアマーケティングマネージャーのKevin Chang

図1 OmniVision Z載担当シニアマーケティングマネージャーのKevin Chang


LEDの信、箴では、LEDドライバICを使ってU御している。LED1個の光は弱いため、数個〜数恩弔鯆省怠`につなげて光らせるため電源を供給する。例えばヘッドライトでは10個度のLEDをて同時に光らせることは消J電がjきすぎるため、順番に1つずつ光らせている(図2)。LEDを]いパルスで順番に点iさせても、人間の眼には残気箸靴同任襪燭瘋て同時に点iしているように見える。

ところがCMOSイメージセンサには人間の眼と違って残気ないため、パルスで次々と光らせている様子がそのまま出てしまう。CMOSセンサからの映気魯メラと同様、シャッタでパルス的に1ずつ撮影して、画気鬚弔覆合わせるという作業をし、30/秒の映気鮑遒蟒个靴討い襦このとき、LEDドライバのパルス周期とCMOSイメージセンサのシャッタの周期がぴたりと合えば、てのLEDが点iしているように見えるが、残念ながらそれぞれの周期はズレている(図2)。しかもLEDドライバごとに周期は異なる。このため、CMOSセンサでは、颪LEDがついたり消えたりしているように見える。そうするとO動運転ZのCMOSイメージセンサは、ウィンカを出しているように誤認識してしまう。また交通信オ,世肇薀ぅ箸半分だけ点iしているように見えてしまう。


How do we solve it? OminiVision's Proprietary Split Pixel Technology

図2 LEDドライバは1個または1`のLEDストリングをパルスで順番に点iさせている イメージセンサのシャッタもパルスごとに画気魃任群気鬚弔覆欧謄咼妊にする。出Z:OmniVision Technologies


図2の屬離僖襯好掘璽吋鵐垢その様子を表しており、LEDの点滅とシャッタの開閉のタイミングが微にずれていることがわかる。このため最初のパルスではライトが点iし黄色でしているが、次のパルスではシャッタを開いてもLEDは点iしていないため色ですように暗くなる。LEDドライバがLEDを点iさせるパルスは周期が11ms以下、パルスの点i時間はデューティが10%なので、1.1msである。

そこで、図2の下のシーケンスのようにシャッタの開放時間を11ms以屬帽げるようにすれば、シャッタが開いている時間内にずLEDドライバのパルスが含まれるようになる。ただし、シャッタを来よりも長く開けることになるため、画気箸靴討るすぎてコントラストが低くなってしまう。ダイナミックレンジは100〜110dB度にしかないという。例えば、トンネル内を走行しているクルマが出口Zくに差しXかるとまぶしすぎて何も見えなくなる時がある。これは故につながる恐れがある。

そこで、二つの敢をとった。kつは、シャッタの開口時間を長くすると光が]時間で溜まってしまうため、p光ダイオードの感度を抑えて電荷が溜まるまでの時間を長くした。このためにダイオードを、jきなフォトダイオードと小さなフォトダイオードに分け、感度を抑える小さなフォトダイオードの開口を溜まる容量よりも狭くしておくことにした。

もうkつの敢は、映気離灰鵐肇薀好箸屬欧襪燭瓮瀬ぅ淵潺奪レンジを広げた。ダイナミックレンジを広げるためには、シャッタ時間を長くして、暗いトンネル内の映気鮖り、その後シャッタ時間を]くしてるいトンネル外陲留気鮖り、2の映気鯆_ねて合成し1の画気箸垢襦このT果、ダイナミックレンジは120dBと向屬靴拭今v発表した映欺萢プロセッサISPは、LEDフリッカを抑UするLFM(LED Flicker Mitigation)エンジンとHDR(High Dynamic Range)\術の両気鮟言僂靴織船奪廚箸覆辰討い襦このチップをHALE(HDR And LFM Engine)と}んでいる。

このチップの長は、さらに30フレーム/秒(fps)のテレビ並みの映気離メラを2まで処理できるため、サラウンドビューモニタに応する場合は来4のカメラを使っていたところがチップ2個で済むことになる。現在、サンプルを出荷し始めたところで、量は来Qになる。来はダイナミックレンジを140dBまで広げたいとしている。

(2019/05/16)
ごT見・ご感[
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