特許ウォッチ

公開番号2025117503
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-12
出願番号2024092320
出願日2024-06-06
発明の名称光源監視
出願人セミコンダクター・コンポーネンツ・インダストリーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー
代理人園田・小林弁理士法人
主分類H05B 47/20 20200101AFI20250804BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】照明モジュールの動作を監視して、安全ガイドライン及び/又は要件が確実に満たされるようにする。
【解決手段】撮像システムなどシステムは、照明モジュールを含み得る。照明モジュールは、光源監視システムを含み得る。光源監視システムは、光源信号をサンプリングし、サンプルをデータチャンクに集約することができる。光源監視システムは、データチャンクを選択的に集約して、監視時間窓のグループを形成することができる。光源監視システムは、監視時間窓中の光源性能を特徴付ける値に基づいて障害を検出することができる。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
撮像システムであって、
画像センサピクセルアレイを有するセンサモジュールと、
光源、前記光源に結合されたドライバ回路、及び前記光源に結合され、光源信号を受信するように構成された光源監視システムを有する照明モジュールと、を備え、前記光源監視システムは、
前記光源信号からのサンプルに基づいて複数のデータチャンク値を生成するデータチャンキング回路と、
前記複数のデータチャンク値のうちの少なくとも一部をそれぞれ集約する複数のグループ値を生成するグルーピング回路と、
前記複数のグループ値のうちの少なくとも一部によって特徴付けられる監視時間窓に基づいて、障害を示す出力信号を生成する故障検出回路と、を含む、撮像システム。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記複数のデータチャンク値は、複数のサンプルに関する情報をそれぞれ含み、複数のサンプルに関する前記情報は、前記光源信号がアサートされる時間を含み、前記複数のグループ値は、複数のデータチャンク値の和をそれぞれ含み、前記故障検出回路は、前記複数のグループ値のうちの前記少なくとも一部を加算する、前記監視時間窓の加算和を生成し、前記故障検出回路は、前記加算和と１つ以上の閾値レベルとの比較を実行し、前記比較に基づいて前記出力信号を生成し、前記監視時間窓は、経時的に変化する移動時間窓であり、前記加算和は、経時的に変化する移動和である、請求項１に記載の撮像システム。
【請求項３】
前記光源監視システムは光検出器を含み、前記光源信号は、前記光源によって放射され且つ前記光検出器によって検出された光に基づいている、請求項１に記載の撮像システム。
【請求項４】
照明モジュールであって、
光源と、
前記光源に結合され、光源信号を受信するように構成された光源監視システムと、を備え、前記光源監視システムは、
前記光源信号のサンプルを生成するように構成されたカウンタと、
前記カウンタに結合された、複数の平均化回路と、
前記複数の平均化回路に結合された複数の入力を有し且つ出力を有するマルチプレクサと、
前記マルチプレクサの前記出力に結合された第１の合算回路と、
前記第１の合算回路に結合されたメモリ回路と、
前記メモリ回路及び前記第１の合算回路に結合された第２の合算回路と、
前記第２の合算回路に結合された比較回路と、を含む、照明モジュール。
【請求項５】
加算回路と、
乗算回路であって、前記加算回路及び前記乗算回路は、前記カウンタと前記複数の平均化回路との間に結合されている、乗算回路と、
前記複数の平均化回路の出力に対してシーリング関数を実行し、前記複数の平均化回路と前記マルチプレクサとの間に結合されている、複数のシーリング回路と、
前記第１の合算回路の出力のビット数を変更し、前記第１の合算回路と前記メモリ回路との間に結合されている、グループ値シフト回路と、を更に備える、請求項４に記載の照明モジュール。
【請求項６】
飛行時間センサであって、
画像センサピクセルアレイを有するセンサモジュールと、
光源、前記光源に結合されたドライバ回路、及び前記光源に結合され、前記ドライバ回路から前記光源に提供された駆動信号を受信するように構成された光源監視システムを有する照明モジュールと、を備え、前記光源監視システムは、
前記駆動信号を使用し且つ第１の期間を有する第１の観測時間窓を使用して、１つ以上の障害を検出するように構成された第１のモニタと、
前記駆動信号を使用し且つ第２の期間を有する第２の観測時間窓を使用して、前記１つ以上の障害を検出するように構成された第２のモニタと、を含む、飛行時間センサ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して光源監視に関し、より具体的には、撮像システムにおける光源監視に関する。
続きを表示（約 3,400 文字）【背景技術】
【０００２】
一例として、撮像システム用飛行時間（time-of-flight、ＴＯＦ）センサは、照明モジュールと、センサモジュールと、を含み得る。照明モジュールは、発光して画像シーンを照明する、１つ以上の光源を含み得る。放射光は１つ以上の物体に反射し、センサモジュール内のピクセルによって受光されて、対応する電荷を生成することができる。センサモジュールは、生成された電荷に基づいて飛行時間検知計算を行って、深さ及び他のシーン情報を特定することができる。
【０００３】
照明モジュールの動作を監視して、安全ガイドライン及び／又は要件が確実に満たされるようにすることが望ましい場合がある。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
いくつかの実施形態による、照明モジュールを有する例示的なシステムの図である。
いくつかの実施形態による、例示的な照明モジュール及びセンサモジュールの図である。
いくつかの実施形態による、光源監視システムを有する例示的な照明モジュールの図である。
いくつかの実施形態による、例示的な光源監視システムの図である。
いくつかの実施形態による、データチャンクのグルーピングに基づいた、光源信号の例示的なサンプリング及び監視の図である。
いくつかの実施形態による、光源監視システムを実装するための例示的な回路の図である。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
電子システムは、赤外光照明、可視光照明、及び／又は他波長での光照明など照明を提供する、１つ以上の光源を有する照明モジュールを含み得る。照明モジュールは、例えば、１つ以上のシステム障害に起因して不適切に動作する場合にリスクをもたらす可能性がある。したがって、照明モジュールの動作を監視することが望ましい場合がある。いくつかの例では、光源は、３０ＭＨｚ～２００ＭＨｚの１つ以上の周波数の制御信号を使用して高周波数で動作し、かつ異なるモードで動作することができ、必要とされる多数のサンプル及び異なる動作モードに関連する様々な所望のサンプリング時間窓を考慮すると、光源信号のサンプリング及び監視が更に困難になる。
【０００６】
照明モジュール及びその内部の光源の動作を監視するために、照明モジュールは、光源監視システムを含み得る。光源監視システムは、光源信号の状態を経時的にサンプリングすることができる。光源監視システムは、サンプルデータを、それぞれデータチャンクに関連するデータ値（本明細書においてデータチャンク値と称されることもある）に集約することができ、複数のデータチャンク値を、それぞれデータチャンクのグループ又はグルーピングに関連するデータ値（本明細書においてデータグループ値と称されることもある）に更に集約することができる。具体的には、監視システムは、所望の数のサンプル及び／又は所望の期間のサンプルを平均化するようにそれぞれサイズ指定されたデータチャンク値を選択的に生成することができ、所望の数の好適なサイズのデータチャンク値を合計するためにデータグループ値を選択的に生成して、所与のモニタ用に所望の監視時間窓を形成することができる。監視時間窓は、監視対象であるデータグループ値としての移動和を特徴とする移動時間窓であり得る。種々の監視時間窓にわたって並行して光源性能を分析するために、複数のそのようなモニタが設けられ得る。
【０００７】
異なる監視窓に関連する、選択されたデータチャンクの異なるグルーピングでサンプルデータを監視することによって、光源監視システムは、様々な異なる動作モードについて柔軟な監視及び／又は同時監視を行うことができる。異なるデータチャンク及びデータの異なるグルーピングを使用することは、光源監視システムによって処理されるサンプル数の縮小に役立ち得、典型的には短期間にわたる比較的多数のデータポイントの処理を特徴とする、高周波動作のリアルタイム監視において特に有用であり得る。
【０００８】
照明モジュールが飛行時間（ＴＯＦ）撮像システムなどの撮像システムの一部を形成する構成は、本明細書において一例として記載されることがある。いくつかの例示的な構成では、撮像システムは、自動車システム若しくは車両、デジタルカメラ、コンピュータ、携帯電話、又は別のタイプの電子システムの一部であり得る。撮像システム内の照明モジュールは、周囲環境を照明することによって、周囲環境に関する情報を含む、１つ以上の画像フレームをキャプチャするために集光を支援し得る。撮像システムは、１つ以上の画像センサピクセルのアレイを含むセンサ回路を有し得、画像センサピクセルは、本明細書においてセンサピクセル又はピクセルと称されることもある。アレイ内のアクティブピクセルは、入射光を電荷に変換するフォトダイオードなど感光性素子を含み得る。アレイは、任意の数のピクセル（例えば、数百又は数千以上）を有し得る。センサ回路は、ピクセルを制御するための回路など制御回路と、感光性素子によって生成された電荷に対応する画像信号を読み出すための読み出し回路と、を含み得る。必要に応じて、光源監視システムを有する照明モジュールは、非撮像システムなど他のシステムの一部を形成し得る。
【０００９】
図１は、センサ回路を使用して画像をキャプチャする撮像システム１０など照明モジュールを有する例示的なシステムの図である。図１の撮像システム１０は、独立型カメラ、携帯電話、タブレットコンピュータ、ウェブカメラ、ビデオカメラ、ビデオ監視システム、自動車用撮像システム、撮像機能を有するビデオゲームシステム、拡張現実及び／若しくは仮想現実システム、無人航空機システム（例えば、ドローン）、産業システム、又は画像データをキャプチャする任意の他の所望の撮像システム若しくはデバイスであり得る。カメラモジュール１２（撮像モジュールと称されることもある）を使用して、入射光をデジタル画像データに変換することができる。カメラモジュール１２は、１つ以上の対応するセンサモジュール１６（画像センサモジュール又は画像センサと称されることもある）を含み得る。画像キャプチャ動作中、シーンからの光は、１つ以上の対応するレンズによってセンサモジュール１６に集束され得る。センサモジュール１６は、例として、アナログピクセル画像信号を生成するための回路と、アナログピクセル画像信号を対応するデジタル画像データに変換するための回路と、を含み得る。デジタル画像データは、記憶及び処理回路１８に提供され得る。
【００１０】
記憶及び処理回路１８は、デジタル信号処理回路、画像処理回路、マイクロプロセッサ、ランダムアクセスメモリ及び不揮発性メモリなど記憶デバイス、並びに／又は他のタイプの処理及び／若しくはメモリ回路など１つ以上の集積回路を含み得る。記憶及び処理回路１８は、カメラモジュール１２とは別個の構成要素及び／又はカメラモジュール１２の一部を形成する構成要素を使用して実装され得る。記憶及び処理回路１８が、カメラモジュール１２を実装する集積回路とは異なる集積回路に実装される場合、回路１８を有する集積回路は、カメラモジュール１２の集積回路に垂直に積層され得るか、又は一緒にパッケージ化され得る。カメラモジュール１２によってキャプチャされた画像データは、処理回路１８を使用して処理され、記憶され得る。例として、キャプチャされた画像データは、処理回路１８上の画像処理エンジンを使用して、処理回路１８上のデジタル信号処理エンジンを使用して、処理回路１８上の撮像モード選択エンジンを使用して、及び／又は処理回路１８の他の部分を使用して処理され得る。処理された画像データは、必要に応じて、処理回路１８に結合された有線及び／又は無線通信経路を使用して、カメラモジュール１２及び／又は撮像システム１０の外部の機器、例えば、コンピュータ、外部ディスプレイ、及び／又は他のデバイスに提供され得る。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許